污泥和水葫芦混合发酵产氢的影响因素分析

以沼气池污泥和水葫芦为混合发酵底物,以活性污泥煮沸处理后扩大培养的优势产氢菌株为接种物,研究其发酵产氢特性及影响因素.试验表明,在沼气池污泥底物中必须加入优势产氢菌株作接种物才能发酵产生大量H2;利用水葫芦作发酵底物时必须预先剔除其富含重金属的根部以防止对产氢细菌的抑制作用;富含纤维素等复杂大分子的水葫芦必须经过酸碱和酶解等预处理才适于细菌发酵产生大量H2;污泥和水葫芦混合发酵过程中必须适当处理浮渣以使得大量H2能及时导出,否则反而会抑制细菌的产氢代谢导致产氢能力明显降低.试验在沼气池污泥中加入优势产氢菌株作接种物时得到的产氢能力最高,单位产氢量为116.3mL/gTS,平均氢气浓度为64.95%.     

种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响

采用自制的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器研究种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响.2组反应器分别以原始污泥和经热预处理污泥作为种泥,在进水COD浓度为4 000 mg/L,温度为37℃,出水pH为4.6～5.0的条件下,逐渐将HRT由24h降低到7h,2组反应器都在HRT为8～7h时成功培养出成熟的颗粒污泥.此时,有机负荷为45 kg(COD)/(m3·d),接种原始污泥组产气量为41 L/d,氢气含量为52％,COD去除率为23％,总挥发酸为1380 mg/L;而接种经热预处理污泥组的有机负荷为57kg(COD)/(m3·d),产气量为44.5 L/d,氢气含量为47.5％,COD去除率为12％,总挥发酸为1086 mg/L.研究结果表明,种泥热预处理对产氢颗粒污泥的形成和稳定性有显著影响,虽然在形成颗粒污泥的过程中反应器稳定性较差,污泥易上浮,但颗粒形成后运行稳定,能适应更短的HRT,同时氢气产量也更高.     

养殖场鸡粪废水厌氧发酵产氢性能

在养殖场鸡粪废水中添加米糠提高废水的碳氮比,以经过不同预处理的厌氧活性污泥为接种物,控制发酵温度为36℃,初始pH为5.0,考察污泥预处理及底物质量浓度对发酵产氢的影响,并分析液相末端产物及发酵液化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率.研究结果表明,污泥的最佳预处理方法为热处理(100℃下加热15 min),发酵累积生物气产量和氢气产量分别为1 781和1 082.8 mL,是未处理组的2.52和5.85倍;鸡粪废水的适宜质量浓度为10 218 mg/L,此时氢气产量为185.1 mL/g,由Gompertz模型对产气量进行非线性拟合得拟合方程,说明该模型可很好地模拟发酵产氢过程;发酵结束后液相末端产物主要转化为乙酸和丁酸等挥发性有机酸,在不同底物质量浓度下COD去除率随底物质量浓度先增加后减小,在质量浓度为10 218 mg/L时达到26.9%.     

接种物预处理对泔脚发酵产氢的强化研究

采用经微波(850 W,4 min)+pH9.0预处理的泔脚为发酵底物,以预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了接种物的未预处理、热(80℃,15 min)预处理、热(80℃,15 min)+pH6.0预处理对泔脚中温(36℃)批式发酵产氢的影响.(1)Gompertz模型拟合结果表明:3个预处理方案的泔脚发酵产氢延迟时间λ分别为7.68、5.06、2.04 h,泔脚中挥发性固体最大比产氢率分别为3.05、10.10、9.24 mL/g·h,泔脚中挥发性固体产氢率分别为43.54、167.10、161.93 mL/g,生物气中氢气的最高体积含量分别为18.4%、41.2%、47.2%.结合药剂的费用,热(80℃,15 min)预处理具有更大的产氢优越性.(2)泔脚的发酵产氢过程也是一个酸化过程,发酵产氢结束后,3个预处理方案的发酵产氢余物的pH值在4.70～5.10,pH值均有较大幅度的下降.     

接种污泥对产氢颗粒污泥形成的影响

采用两个平行的颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB),控制温度为(35±0.5)℃,逐步提高进水容积负荷,分别研究接种污泥对产氢速率、颗粒粒径分布变化、液相末端产物和启动末期系统参数的影响.结果表明,采用缺氧污泥混合厌氧污泥进行接种的反应器比直接采用产甲烷颗粒污泥粉碎后接种的反应器更易形成颗粒污泥.在启动末期,前者的平均颗粒粒径为后者的1.25倍,产氢速率是后者的1.23倍.两个反应器都形成了乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受接种污泥影响.启动末期系统的pH值分别为3.9～4.3和4.0～4.4,混合污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为27.2g/L,厌氧污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为24.1g/L.相比厌氧污泥接种的反应器,混合污泥接种能更快速培养颗粒污泥,并且反应系统产氢速率高,耐酸性更好,生物持有量大,有利于生物制氢系统高效产氢和稳定运行.     

Hydrogen Production by From Wastewater Anaerobic Fermentation in Poultry Farms

在养殖场鸡粪废水中添加米糠提高废水的碳氮比,以经过不同预处理的厌氧活性污泥为接种物,控制发酵温度为36℃,初始pH为5．0,考察污泥预处理及底物质量浓度对发酵产氢的影响,并分析液相末端产物及发酵液化学需氧量（chemicaloxygendemand,COD）去除率．研究结果表明,污泥的最佳预处理方法为热处理（100℃下加热15min）,发酵累积生物气产量和氢气产量分别为1781和1082．8mL,是未处理组的2．52和5．85倍;鸡粪废水的适宜质量浓度为10218mg／L,此时氢气产量为185．1mL／g,由Gompertz模型对产气量进行非线性拟合得拟合方程,说明该模型可很好地模拟发酵产氢过程;发酵结束后液相末端产物主要转化为乙酸和丁酸等挥发性有机酸,在不同底物质量浓度下COD去除率随底物质量浓度先增加后减小,在质量浓度为10218mg／L时达到26．9％．     

脂肪预处理发酵联产氢气和甲烷的研究

针对脂肪难以产氢、能源转化率低的问题,以肥猪肉作为脂肪代表物,研究了其预处理后发酵联产氢气和甲烷的特性.结果表明,在产氢阶段,碱和脂肪酶预处理促进了脂肪的水解,提高了累积产氢量.驯化菌种能较快的适应底物环境,从而缩短延滞期并提高了产气速率.碱水解时应控制体系的Na+终浓度不超过0.2mol/L,更高的碱用量会因Na+浓度过高而抑制产氢.为了提高能源转化率和原料利用率,提出了利用脂肪发酵产氢后的有机酸废液继续联产甲烷的创新工艺,并利用该工艺得到底物总挥发性固体的单位产氢潜力为32.6mL/g,联产甲烷潜力为24.88mL/g.其中单产氢气的能源转化率为0.85%,联产甲烷以后的能源转化率可提高至2.99%.     

餐厨垃圾发酵产氢中比产氢率与pH值的关系

采用经热(80℃,15 min)预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了在600 W、4 min微波预处理条件下,餐厨垃圾中温批式发酵产氢中比产氢率与pH值的关系。结果表明:餐厨垃圾发酵产氢的延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率、生物气中氢气的最高体积分数分别为4.03 h、18.58 mL/(gVS.h)、254.89 mL/gVS、54.6%,具有较高的产氢能力;在餐厨垃圾的发酵产氢体系中,pH值与比产氢率之间存在着非常密切的关系。随着餐厨垃圾发酵酸化的进行(pH值降低),同一时刻与之相对应的比产氢率先增大,而后逐渐变小。根据发酵过程中比产氢率与pH值的变化及pH模型,求得动力学常数Rmax、KH、KOH的值分别为21.9 mL/(gVS.h)、1.63×10-5mo1/L和1.45×10-6mol/L(回归系数为0.773 0),并求得餐厨垃圾连续发酵产氢的最佳pH值为5.31。     

玉米秆、麦秆和苹果渣发酵制氢研究

利用特殊来源的沟底污泥为天然厌氧菌来源,对玉米秆、麦秆和苹果渣经厌氧发酵产生氢气的纯度、产氢能力及影响因素进行了研究.结果发现,玉米秆、麦秆和苹果渣生成氢的纯度可分别高达88%、93%和96%,苹果渣生成氢的纯度最高;而在产氢能力上,麦秆最强,5 g麦秆最高氢气产量490.3 mL(纯),果渣次之,5 g果渣最高产氢量424 mL,玉米秆产氢量相对较少.     

产氢菌株Clostridium sp.T7的快速筛选

取自潮间带的污泥分别在不同温度下（80、100、121,℃）进行热休克预处理,富集产氢菌群并测定其产氢量,利用变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析混合菌群组成.结果表明：3种热处理条件下混合菌群的产氢量都要高于对照未处理菌群.DGGE图谱表明,与80、100,℃热休克处理混合菌群相比,经121,℃热休克处理富集的混合菌群,其电泳条带最少,测序结果发现该混合菌群中包括产氢菌Clostridium sp..从该混合菌群中纯化并鉴定了1株产氢菌株Clostridiumsp.T7（登录号HM104461）.培养温度对菌株T7产氢有一定影响,温度在25～55,℃范围内菌株Clostridium sp.T7都能产氢,最适产氢温度是35,℃.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

高师物理专业人才培养与基础教育衔接问题的研究

分析了当前高师物理专业人才培养与基础教育人才需求存在的问题,结合调查情况,提出了高师物理专业在培养目标、课程设置、教学内容、教学方法及实践教学环节方面的改革措施。     

JOURNAL OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY TOTAL CONTENTS(Vol.23)

正~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.