氨基酸对光合菌群HAU-M1发酵玉米秸秆产氢能力的影响

为研究氨基酸对光合发酵产氢的影响,以玉米秸秆为产氢底物,以比产氢量为主要指标,分别添加不同浓度的L-半胱氨酸和L-苏氨酸,并对其累积产氢量、pH值、氧化还原电位(ORP)和产氢动力学结果进行分析.结果表明:L-半胱氨酸最佳浓度为0.6 g/L,此时比产氢量为(54.4±0.75)mL/g,比对照组提高45.45％;L-...     

利用乙酸光合细菌产氢的研究

通过间歇批次实验研究了不同乙酸浓度对光合细菌产氢速度、底物转化率、能量回收率等方面的影响,同时对氮源浓度进行了优化。研究结果表明:最佳的乙酸浓度为40mmol/L,在此条件下最大产氢速度、底物转化率和能量转化率分别为1.17mL/L、1.09mol-H_2/mol acetate和27.3%。当乙酸浓度为40mmol/L时,最佳的氮源浓度为8～9mmol/L。     

光合产氢混合菌群的碳源代谢实验研究

以红螺菌科光合产氢混合菌群为研究对象,通过血清瓶培养实验,研究不同碳源对光合细菌生长和产氢过程的影响。结果表明:光合细菌能有效利用乙酸和丁酸快速增殖和产氢,其中以乙酸最佳,促使光合产氢混合菌群增殖的最佳乙酸浓度为80mmol/L,最佳产氢浓度为40mmol/L。光合产氢混合菌群利用乳酸增殖产氢的能力较低,而乙醇则对其表现为抑制效应。     

海洋光合菌群利用乙酸产氢的实验研究

通过富集获得产氢海洋光合菌群,该菌群可以有效利用发酵产氢的关键副产物乙酸作为产氢碳源.温度、光照强度、起始pH和乙酸浓度都对该菌群产氢和生长有明显影响.当在30℃、4000lx光照和起始pH=8.0的条件下培养时,此光合菌群产氢量和底物转化效率较高.乙酸浓度对产氢影响巨大,低浓度乙酸的底物转化效率较高,但总产氢量不高;高浓度乙酸的底物转化效率不高,但总产氢量较高.此实验结果为海洋光合细菌与海洋发酵细菌偶联产氢提供科学参考.     

序批式培养沼泽红假单胞菌光照产氢的能量分析

实验研究了沼泽红假单胞菌产氢过程中光波长及光照强度对产氢量、光能光生化转化率、底物能量光生化转化率及合成生物量的能量消耗率影响.结果表明:同种波长光作用下光合细菌的光生化转化效率随光照强度增加量呈下降趋势;相同光照强度下590nm光作用的光生化转化率最高,实验得到最高的光能光生化转化率为31.91%;光波长为470nm时,相同光照强度下,光合细菌产氢过程表现最低的效率.因此产氢过程受光照强度及光波长共同影响,不同波长光引起的色素分子能级跃迁形式不同,产生不同的光化学途径,低光照强度下,主要进行葡萄糖发酵,光照强度适宜,则以产氢代谢为主,高光照强度下,则对生理代谢产生抑制作用.同时在590nm,6000lx条件下,其产氢代谢中合成生物量和产生氢能的能量消耗占总能量的利用率仅为7.37%,其余大部分能量被细胞呼吸作用消耗或转变为中间代谢产物能量.     

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。     

光合细菌混合菌群HAU-M1产氢动力学实验研究

研究光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物,光合产氢过程中的生长和产氢动力学特性,分析混合菌群利用葡萄糖产氢过程中的基质降解规律及代谢产物的生成规律。研究结果表明:光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物产氢时,150 mmol/L的葡萄糖添加量是最佳添加浓度,产氢过程存在代谢产酸的过程,产氢高峰期葡萄糖主要代谢产物为乙酸,此时产气速率大;产氢末期葡萄糖主要代谢产物为丁酸,此时产气速率较低。建立基于Monod方程的光合细菌混合菌群产氢过程中的生长动力学模型,模型可较好地描述混合菌群产氢过程中生长延滞期和对数增长期菌体的生长变化规律,最大比生长速率μmax为0.214 h~(-1),饱和常数KS为8.257。建立光合细菌混合菌群产氢过程中的底物消耗动力学模型,模型可较好地描述混合菌群产氢过程中产氢延滞期和产氢高峰期的葡萄糖降解规律,细胞得率系数YX/S为0.352 g/mol,维持系数m为0.85。     

维生素B4对秸秆类生物质光发酵产氢的影响

以玉米秸秆类生物质为产氢原料,研究维生素B4对HAU-M1光合细菌生长和产氢过程的影响规律。结果表明,当维生素B4浓度为75 mg/L时,光合细菌生长情况最好,细菌干重最大值为0.934 g/L;维生素B4浓度为100 mg/L时,氢气累积产量达178 mL,比对照组显著提高了43.8%,对光合细菌产氢的促进效果最好;添加维生素B4对HAU-M1光合细菌发酵产氢过程的pH值影响显著,可减弱发酵液酸化,有利于光合细菌发酵产氢。显见,维生素B4对HAU-M1光合细菌生长及秸秆类生物质光合产氢具有明显的促进作用,可为进一步研究开发秸秆类生物质光合细菌发酵产氢工艺技术提供科学参考。     

光合细菌生物膜制氢反应器的产氢特性

对光合细菌生物膜制氢反应器的产氢性能进行了实验研究,探讨了光照度、光谱和底物浓度对反应器产氢性能的影响.实验结果表明:光合细菌生物膜反应器内最适底物浓度为0.12mol/L,最佳光照度为5000 lx,过高或过低的底物浓度和光照度均对光合细菌产氢具有抑制作用;而光的波长对光合细菌产氢的最适底物浓度和最佳光照度均无影响.当底物浓度为0.12mol/L,光照度为5000 lx,波长为590 nm时,反应器的产氢率达到最高,为3.54mg/h.     

可见光谱对混合光合细菌产氢和生长特性的影响

分别以不同光源蓝光(400～20nm)、绿光(550～570nm)、黄光(约590nm)、红光(600～700nm)、白光LED(发光二极管多色混合光谱带)和白炽灯(连续光谱)作为产氢光源,对光合细菌产氢和生长的影响进行了对比研究。结果表明,混合光合产氢细菌对吸收峰处的光都有较好的吸收和利用,其中尤以黄色光源最为突出,产氢较稳定且产氢量最大。     

楸叶泡桐叶光合生物产氢实验研究

以楸叶泡桐叶为底物,累积产氢量和产氢速率为主要考察目标,研究不同底物质量浓度对光合细菌HAU-M1同步糖化发酵产氢的影响,并对发酵过程中发酵液的pH值和还原糖浓度变化进行分析.实验结果表明:当底物浓度为25 g/L时,产氢效果最好,得到最大累积产氢量167.85 mL,氢气浓度达到39.5％;产氢高峰期集中在24～60...     

光合细菌产氢系统累积热量对酶活性的影响

研究了外界因素引起累积热量的不同对光合细菌酶活性的影响,结果表明温度为27℃有热量累积的系统固氮酶和放氢酶活性的表达最为显著;光照强度在500～3000lx范围内,有热量累积的系统,固氮酶活性和放氢酶活性都高于无热量累积的系统;10%接种有热量累积的系统固氮酶活性最大为554mmlC2H4/mL菌液/h,放氢酶活性也最大为860nmolH2/mL菌液/h;除葡萄糖浓度为0.5%的放氢酶活性不表达,其它有热量累积的系统固氮酶和放氢酶活性都高于无热量累积的系统,葡萄糖浓度为3.0%有热量累积的系统固氮酶和放氢酶活性最高;不同NW4+浓度,累积热量都有利于固氮酶和放氢酶活性的表达,NH4+浓度为0.4g/L有热量累积的系统酶活性表达最为显著.     

产氢菌的投加方式对强化发酵菌群产氢的影响

通过间歇培养研究了产氢菌Ethanoligenens sp B49的投加方式对生物制氢反应器的混合发酵菌群生物强化作用的影响.结果表明,产氢菌的投加方式对发酵菌群的产氢能力有显著影响.产氢菌发酵液的直接投加使发酵菌群的产氢能力下降,并引起培养液中发酵产物乙醇和乙酸浓度的显著增加.分析认为,产氢菌发酵液对发酵菌群的末端产物抑制和低pH值抑制作用是导致产氢作用受到抑制的主要原因.离心后单独投加产氢菌菌体可提高发酵菌群的产氢能力,起到强化产氢的作用.投加10.8%的产氢菌强化发酵菌群时,培养45h的累计产氢量为155.0 mL.比强化前发酵菌群培养的产氢量提高了21.5%.因此在利用产氢菌生物强化发酵菌群的研究中,应采用离心分离后单独投加产氢菌菌体的方式进行生物强化.     

磷酸盐浓度对产氢细菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3生长和产气的影响

以产氧发酵细菌YUAN-3(Ethanoligenens harbinense)为研究对象,通过间歇产氢实验,考察磷酸盐的浓度对YUAN-3生长和产气的影响.研究结果表明在磷酸盐浓度小于15mmol/L时,生物量较高,细胞干重大于0.4g/L;整个发酵过程的平均产氢速率和比产氢率在磷酸盐浓度为8mmol/L时达到最大,为5.92mmol/g-干细胞·h和2.86molH2/mol-葡萄糖.     

HAU-M1光合产氢细菌的生理特征和产氢特性分析

从有机污泥中富集得到HAU-M1光合产氢细菌菌群,其主要包括深红红螺菌、荚膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、类球红细菌、荚膜红细菌等5种光合细菌,且质量分数分别为27%、25%、28%、9%、11%,采用Curve Expert软件拟合得到不同生长条件下HAU-M1光合产氢细菌的生长效率方程及以猪粪污水耦合1%葡萄糖为底物产氢的Gompertz方程。结果表明:当温度为30℃,光照强度为2080 lx,p H值为6.8,接种量为45%时,HAU-M1光合产氢细菌的生长效率最高,最大可能产氢量为1388 m L/L,最大可能产氢速率为27.3 m L/(L·h),产氢延迟期为13.2 h。     

光合细菌光合作用及固氮酶产氢作用研究进展

光合细菌产氢是一种较为理想的生物制氢方式,光合细菌产氢包括细胞的光合作用、固氮作用、碳代谢、氢代谢等过程.文章介绍了光合细菌产氢过程中光合作用与固氮酶产氢作用的机理,论述了近年来光合细菌光合系统结构、光合基因、固氮酶结构、固氮基因的研究现状,分析了光合细菌光合作用、固氮酶产氢作用研究中存在的主要问题,并就其发展方向进行了展望.     

生物制氢反应器产氢产乙酸菌群对挥发酸的转化

采用间歇培养的方式,利用取自生物制氢反应器的厌氧活性污泥考察了活性污泥中产氢产乙酸菌群对乙醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和乳酸的转化和产氢。结果表明,培养时间为44h时,厌氧活性污泥发酵葡萄糖的累计产气量为356mL,累计产氢量为209mL,氢气含量为58.7%。发酵产物的组成成分乙醇为427.1mg/L、乙酸为716.5mg/L、丙酸为172.5mg/L、丁酸为689.4mg/L、戊酸为123.6mg/L。发酵生物制氢反应器厌氧活性污泥中产氢产乙酸菌群能够对乙醇和乳酸进行产氢产乙酸转化,厌氧污泥转化乙醇形成的乙酸含量约为270mg/L,累计产氢量为15mL;转化乳酸形成的乙酸含量约为190mg/L,累计产氢量为7mL。厌氧污泥不能对乙酸、丙酸、丁酸和戊酸进行产氢产乙酸转化,培养过程中也没有气体生成,分析认为产氢产乙酸菌群对挥发酸的转化不是发酵生物制氢反应器产氢的主要途径。     

光合细菌小分子酸醇产氢试验研究

以光合产氢混合菌群为研究对象,研究了光合细菌在乙酸、乙醇、乳酸、丁酸几种小分子脂肪酸条件下菌体的生长和产氢特性,详细考察了乙酸和丁酸对光合产氢细菌生长和产氢的影响.研究发现,乙酸、丁酸既是光合细菌良好的生长碳源,也是高效氢供体,光合细菌在乙酸和丁酸条件下产氢率分别达到2.05和2.81molH2/mol.光合细菌以乙酸和丁酸产氢时,乙酸和丁酸的最佳添加浓度均为40mmol/L;光合细菌在乳酸条件下有较高的生长活性,但乳酸并不是光合细菌高效氢供体,光合细菌在乳酸条件下产氢活性较低;乙醇既不是光合细菌良好生长碳源,也不是高效氢供体,乙醇对光合细菌的生长和产氢均有较强的抑制作用.     

木糖厌氧发酵产氢特性研究

以木糖作为厌氧发酵产氢底物,热预处理(100℃,处理20 min)的厌氧颗粒污泥作为接种物,研究了中温条件(37℃)下厌氧发酵产氢特性.结果表明,当反应进行至50 h时,累积产氢量最大,为81.11 mL;乙酸、丁酸和乙醇是液相末端产物中的主要物质,其中乙酸和丁酸的浓度分别为1290 mg/L和1225 mg/L,发酵类型是典型的丁酸型发酵;反应体系的pH值开始降低,最后稳定在4.40左右,形成一个稳定的缓冲体系.     

基于神经网络和遗传算法的光合细菌制氢发酵技术研究

生物制氢与畜禽粪便污水处理的有机结合,对于开发新能源、治理污染和废物综合利用具有重要意义。该文在利用神经网络对光合细菌制氢发酵特性进行建模的基础上,将全局寻优遗传算法与神经网络模型相结合,实现了制氢发酵特性的优化,得到了可获得最大产氢量的制氢发酵条件组合。此研究为畜禽粪便污水光合细菌制氢技术的工业化生产提供了有意义的参考。