凤眼莲半连续暗光发酵耦合产氢研究

为了对凤眼莲这种生物质进行能源资源化利用,采用两个串联的5 L发酵罐以补料分批培养(半连续培养)的方式研究凤眼莲的暗光发酵耦合产氢特性。通过硫酸溶液、常压微波加热和纤维素酶水解的方式降解凤眼莲得到大量的还原糖,再用处理后的凤眼莲溶液在补料分批培养的条件下进行实验,获得了稳定的暗发酵及光发酵的产氢速率,分别为200.6 m L/(L·d)和85.4 m L/(L·d)。实验中单位原料的产氢量则分别达到50.7 m L/g TVS和285 m L/g TVS,产氢过程的整体热值转化效率为21.7%。     

微藻发酵制取燃料酒精的研究

为了研究微藻水解发酵制取燃料酒精的能力,以螺旋藻、微拟球藻和太湖蓝藻为代表,研究了超声波破碎、高压微波辅助稀酸、酶水解等预处理方法对微藻湿藻和干燥粉的影响,发现超声波破碎预处理螺旋藻湿藻可以提高酒精产量,同时降低副产物乙酸和丁酸量;0.05g酶/g藻是最佳的酶水解用量;用蓝藻微波稀酸水解液驯化酵母菌,可以提高酒精产量;高压微波辅助稀酸预处理能提高微藻的糖化效率和产酒精效率;实验所用三种菌种中,驯化的树干毕赤酵母是最佳的产酒精酵母。     

Clostridium acetobutylicum 的亚硝基胍和钴-60 复合诱变

利用化学诱变剂亚硝基胍及物理诱变剂钴-60对丙酮丁醇梭菌YBD(Clostridium acetobutylicum YBD)进行复合诱变,结合多次传代培养,筛选获得一株编号为500-1的突变株。该菌株经6代培养后丁醇产量为15.40 g/L;且能耐受15 g/L的丁醇;在10%玉米醪培养基中,丁醇产量为15.57 g/L,较出发菌株提高27.62%;在10 L发酵罐发酵实验中,以玉米粉为发酵原料,36 h时突变株丁醇产量可达14.24 g/L,生产速率为0.40 g/(L·h),较出发菌株的生产速率提高207.69%。     

狼尾草高底物同步糖化乙醇发酵全残留物产甲烷特性研究

以汽爆狼尾草的高底物浓度乙醇发酵全残留物为底物,进行甲烷潜力测试(BMP)以及单相全混式连续搅拌反应器(CSTR)厌氧消化实验,以验证乙醇发酵全残留物的产甲烷特性及残留物中各组分在生产清洁能源甲烷时的底物贡献率。经过50 d的BMP实验,甲烷产量最终达到884 mL,相应的甲烷产率为390.6 mL/g VS,其中纤维素和半纤维素在第10天达到产气高峰,累计产气量占全残留物累计产气量的48.2%,小分子酸和酶与酵母在第2天达到产气高峰,其产气量分别占全残留物累计产气量的22.4%和26.4%。随后使用CSTR反应器进行单相厌氧消化,有机负荷从1.5 g VS/(L·d)逐渐提升至3.5 g VS/(L·d),最终获得457.1 L/kg VS的甲烷产率和47.3%的挥发性固体(VS)去除率。结果表明:狼尾草作为一种木质纤维素原料,在获得满足工业蒸馏需求的乙醇浓度后,其发酵全残留物仍可作为良好的底物通过厌氧消化制取甲烷,不仅减少工艺的环境排放负荷,而且可提高原料的利用率。     

氮源和无机盐对酵母菌发酵酒精浓度的影响

在ypd培养基条件下,研究了尿素这种氮源对酒精发酵的影响,发现其对酵母菌发酵生成酒精的最佳浓度值为9.6g/L.并对5种发酵无机盐硫酸镁、硫酸锌、氯化镁、氯化铁、磷酸二氢钾的浓度与发酵酒精浓度之间的关系进行研究,初步找到了该株酵母所需无机盐的临界值,分别是硫酸镁为4.8g/L,磷酸二氢钾为4.8g/L,氯化镁为4.8g/L.添加硫酸锌、氯化铁的两组实验得到的乙醇产量明显比其他组要低,此酵母菌发酵随浓度的增大乙醇产量降低,由此推断硫酸锌、氯化铁对此种酵母菌发酵有着制约作用.     

抗生素对猪场废水厌氧生物处理的影响

研究了阿莫西林对猪场废水厌氧生物处理的影响.试验结果表明,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率为614mL/(L·d),饱和常数为3236mg COD/L;降解实际猪场废水的最大甲烷产生速率为367mL/(L·d),饱和常数为2760mgCOD/L.在无抗生素的情况下,水解发酵是厌氧消化的限速步骤,存在10mg/L扎阿莫西林时,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率降低59.1%,饱和常数降低14.6%,阿莫西林对厌氧污泥最大比基质降解速率和饱和常数均产生显著影响.基质COD浓度超过5000mg/L,在阿莫西林抑制作用下,厌氧活性污泥降解蔗糖的最大产甲烷速率稍低于丁酸盐,而两者的最大产甲烷速率远远低于乙酸,水解发酵和产氢产乙酸可能是猪场废水厌氧消化的限速步骤.     

光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究

利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的猪场粪便排放处的污泥中富集培养光合细菌混合产氢菌群,对该混合菌群的产氢培养基进行优化,并研究混合菌群的产氢特性。实验结果表明,此菌群的最佳产氢培养基配方为:氯化铵0.4g/L,氯化镁0.2g/L,酵母膏0.1g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,氯化钠2.0g/L,谷氨酸钠3.5g/L。此菌群以1%的葡萄糖为基质时,产氢时间长达204h,最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17mL/(L.h),最高氢气含量为46.73%,具有工业化应用价值。     

添加垃圾渗滤液对厨余垃圾厌氧发酵产氢的影响

以厨余垃圾和垃圾渗滤液为原料,考察了垃圾渗滤液的不同添加量对厌氧消化稳定性及产氢气性能的影响。结果表明,在厨余垃圾中添加少量的垃圾渗滤液能缩短厌氧消化的延滞期而不影响其消化及产气性能,垃圾渗滤液浓度越高则越容易形成氨抑制,严重影响厌氧消化作用的进行。在40 g厨余原料中添加100 g垃圾渗滤液,其厌氧消化延滞期为6 h,氢气含量稳定在50%,最大产氢气速率为4.8 mL/(h.g),最终氢气产量为48.37 mL/g;添加200~500 g垃圾渗滤液均形成氨抑制,严重影响产气性能,产气速率均低于2.5 mL/(h.g),最终产气量为16~30 mL/g。     

基于UASB反应器的厨余厌氧发酵产氢研究

针对目前厨余连续流发酵产氢处理负荷不高、产氢率较低的难题,采用UASB反应器进行厨余发酵产氢研究。在温度为30℃,进水COD浓度为2 000~10 000 mg/L,水力停留时间为2~6 h条件下,产氢速率最大达到17.04 L/(L.d)。反应器内有颗粒污泥的形成,平均生物量达到6.17 g/L,为氢气的产生提供了有利保障。当出水pH为4.2~4.4,碱度为260~340 mg/L的条件下,乙醇和乙酸占挥发酸总量的89.2%,形成稳定的乙醇型发酵类型,反应器最高处理负荷COD达到60 kg/(m3.d)。试验结果表明,UASB反应器具有更高的产氢效能和更加稳定的产氢效果,能够为厨余发酵产氢提供有利的保障。     

Fe2O3/Pt/CdS可见光催化乙醇水溶液脱氢的8立升级放大试验及稳定性考察

报道了在可见光照射下Fe_2O_3/Pt/CdS光催化剂上乙醇水溶液光催化产H_2的8L级放大试验及光催化剂的稳定性研究结果。实验表明:该体系经292.64h光照反应,共产氢4.082L,平均产氢速率为0.99mL/(g·h),最高产氢速率为1.25mL/(g·h),光照292.64h后,催化活性仍维持在一个较为平稳的水平上,产氢速率比平均产氢速率仅下降12%。经计算,本试验中光化学转换效率高达8.2%。