污泥厌氧发酵产氢技术的研究进展

综述了污泥厌氧发酵的产氢研究进展,结果表明,联合预处理对产氢效果的提升往往优于单一预处理。针对目前研究报道分析,提出建立合理的评价体系对产氢研究有意义;今后应加强对共发酵产氢过程中的微生物群落动态、代谢途径的研究。     

厌氧发酵制氢研究进展

厌氧发酵制氢有很多的优越性,发展潜力大。引用了大量文献资料,全面介绍了目前国内外关于厌氧发酵制氢的研究情况,包括厌氧发酵制氢的发展动态及影响因素,最后提出了未来厌氧发酵制氢的发展趋势。     

玉米秸秆厌氧发酵制氢菌源的筛选及预处理研究

对联合预处理的秸秆利用微生物转化进行间歇或半间歇的产氢实验,采用牲畜动物粪便及堆肥作为产氢微生物菌种来源,筛选出玉米秸秆产氢的最佳菌源及菌源的最佳预处理方式。实验先后采用牛粪堆肥、新鲜牛粪、干羊粪、猪粪堆肥及牛粪和猪粪的混合堆肥进行产氢实验,实验结果表明在同样条件下以牛粪堆肥为菌源时累积产氢量最大;采用牛粪堆肥菌源进行预处理研究,得到的预处理最佳产氢条件为:菌源浸泡1d后,在0.25%的NaOH溶液中加热煮沸18min,然后再曝气30 min。     

污泥厌氧发酵产酸技术研究进展

阐述了污泥厌氧发酵产酸的机理;归纳了污泥厌氧发酵产酸的影响因素：C/N、温度、pH、污泥停留时间、污染物等,并指明控制污泥厌氧发酵体系C/N比为20～30,温度为25～40℃,pH为10,污泥停留时间为5～10 d以及合适的污染物浓度有利于SCFAs积累;综述了共发酵和联合预处理这两种污泥厌氧发酵产酸技术的最新研究进展,两种产酸技术均可显著提高SCFAs产量;最后提出了当前研究存在的不足,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为污泥处理与处置、厌氧消化实现资源最大化提供参考。     

微生物厌氧发酵制氢技术现状和展望

介绍了利用有机物厌氧发酵生物制氢工艺的基本原理和影响因素,并对国内外在厌氧生物制氢领域内的研究现状进行了综述,对厌氧生物制氢在未来的进一步发展进行了分析和展望。     

以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研究

进行了用消化污泥对以葡萄糖为基质的厌氧发酵系统产氢的研究。表明在厌氧产酸阶段 ,通过控制体系的pH值和污泥停留时间 (SRT) ,可以得到较高的产氢量。在 pH值为 5 0、SRT为 6h的条件下 ,产氢能力达到 2 2 98L/L·d ,日均处理葡萄糖COD负荷 8 7kg/m3     

剩余污泥厌氧发酵产中链脂肪酸的研究进展

随着城市人口增多,污水处理厂处理污水的量增加,剩余污泥产量因此也大幅增加。目前污泥厌氧处理回收甲烷、氢气和短链脂肪酸(SCFAs)是实现资源化的主要途径。但上述产物具有潜在温室效应,分离提纯难等限制性特点。近期,长链脂肪酸(MCFAs)作为一种新型的厌氧发酵产物具有易分离提取、高热量值和广阔的应用前景等优势而受到广泛关注。本文首先介绍了污泥厌氧处理的常规产物类型及特点,MCFAs的性质与优势;其次总结了剩余污泥产MCFAs的主要路径与方法;随后综述了强化剩余污泥产MCFAs技术的重要研究进展,重点阐述了这些技术通过改变发酵底物性质、功能微生物及发酵反应环境等因素影响MCFAs的生产。最后,对未来剩余污泥产MCFAs的研究重点进行了展望。     

有机垃圾厌氧发酵产氢技术研究进展

利用有机垃圾产氢的研究逐渐兴起,人们利用有机垃圾产氢既可以最大程度地使有机垃圾资源化,减少环境的污染,又可以通过无污染氢气的获得改善能源市场,缓解能源的压力．本文分析了国内外厌氧发酵产氢的技术现状：以厌氧发酵产氢的原理和机理入手,讨论微生物、发酵过程、过程参数等对产氢效率和速率的影响：最后还对厌氧发酵产氢的可行性进行研究．     

有机垃圾厌氧发酵产氢技术研究进展

利用有机垃圾产氢的研究逐渐兴起,人们利用有机垃圾产氢既可以最大程度地使有机垃圾资源化,减少环境的污染,又可以通过无污染氢气的获得改善能源市场,缓解能源的压力。分析了国内外厌氧发酵产氢的技术现状;以厌氧发酵产氢的原理和机理入手,讨论微生物、发酵过程、过程参数等对产氢效率和速率的影响;最后还对厌氧发酵产氢的可行性进行研究。     

有机垃圾厌氧发酵产氢技术研究进展

利用有机垃圾产氢的研究逐渐兴起,人们利用有机垃圾产氢既可以最大程度地使有机垃圾资源化,减少环境的污染,又可以通过无污染氢气的获得改善能源市场,缓解能源的压力。本文分析了国内外厌氧发酵产氢的技术现状;以厌氧发酵产氢的原理和机理入手,讨论微生物、发酵过程、过程参数等对产氢效率和速率的影响：最后还对厌氧发酵产氢的可行性进行研究。     

玉米芯糖化水解及发酵法生物产氢

通过正交实验研究了硫酸水解预处理对玉米芯糖化效率及发酵产氢的影响,优化了相应的工艺参数,结果表明：玉米芯的最佳糖化效率和发酵产氢出现在水解温度115℃ ,硫酸浓度1.0%,水解时间1.5 h和固液比(M/V)l:10,在该条件下,玉米芯糖化效率为0.5433g·（g TVS）^-1,酸解残渣的氢产氢达 85. ml H₂·(g TVS)^-1。此外,通过X射线粉末衍射分析和结晶度计算探讨了酸解预处理和氢发酵对玉米芯的作用机理。     

微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展

从发酵菌株、发酵底物、发酵工艺以及分离提取方法等方面概述了微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展,并讨论了2,3-丁二醇发酵过程中存在的问题,同时指出,选育理想菌株并进一步对2,3-丁二醇的生化代谢途径中不同酶的动力学行为展开针对性的研究、应用数学工具优化发酵工艺并在此基础上对2,3-丁二醇的系列衍生物进行开发应用是今后研究的重点。     

工业废弃合成气厌氧发酵产己醇研究进展

己醇作为高附加值中链醇,其生物合成越来越受到研究人员的广泛关注。利用工业废弃合成气制备生物己醇能够降低原料成本,然而,生物己醇的低产率严重限制了其广泛应用。本文基于生物己醇发酵的新近报道,首次对合成气发酵制备生物己醇的研究进展进行了分析与综述。文中指出目前能够直接利用合成气合成生物己醇的菌株仅有Clostridium carboxidivorans一例,但其更倾向合成乙酸、乙醇、丁酸和丁醇等,其最高己醇产量仅为1.06g/L。己醇发酵性能受合成气组分、抑制物浓度、气液传质效率、温度和pH等影响,优化并调控关键环境因子有利于提高己醇产量。采用混菌发酵是生物己醇合成的另一种可替代途径,其关键三步反应为：①合成气向乙酸乙醇转化;②乙酸乙醇链延伸向己酸转化;③己酸还原为己醇,相关菌株包括C. ljungdahlii、A. bacchi和C. kluyveri等,然而混合发酵的经济性能有待进一步研究。文中指出未来生物己醇的研究将重点解决己醇产量低的“瓶颈”问题,通过合成生物学或基因工程手段改造并获得高产己醇菌未来可期。     

活性污泥处理高浓度基质发酵产氢条件的优化

以蔗糖为基质模拟有机废水,通过对活性污泥的梯度驯化,提高了活性污泥对高糖溶液的代谢能力与产氢能力,在此基础上对其产氢条件进行优化。优化后发酵条件为:厌氧发酵温度36℃,初始pH值5.0,蔗糖90 g/L,玉米浆8 mL/L,FeSO4.7H2O 20 mg/L,MgC l2.6H2O 10 mg/L,K2HPO41.0 g/L。优化后的活性污泥平均产氢速率达到565 mL/(L.h),比优化前提高了223%;比产氢率为3.04 mol/mol,比优化前提高了30%。提出了有机氮与生长因子同步添加的高效廉价培养基方案,为活性污泥厌氧发酵生物制氢技术的工业化奠定了基础。     

冰淇淋生产废水厌氧生物发酵制氢试验研究

采用间歇法对厌氧活性污泥工艺处理冰淇淋生产废水进行产氢试验研究,探讨了废水初始pH值、反应温度、生物负荷和铁粉投加量对生物制氢的影响。试验结果表明,在废水初始pH值为6.2,温度为38℃,污泥浓度为0.08,铁粉投加量为5mg/L时,反应48h累积产氢量最高达98.98mL,COD去除率49.4%;冰淇淋废水的总糖利用率各批次均可在92%～98%之间。     

制糖废水连续流厌氧发酵制氢系统的运行特性

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,探讨了制糖废水厌氧发酵法生物制氢的可行性与运行特征。研究表明,在污泥接种量(以挥发性悬浮固体计)为17.74 g/L,温度为(35±1)℃,水力停留时间(HRT)为6 h,通过调节有机负荷,在12 d左右就可以快速实现生物制氢反应器中微生物的主要代谢类型为乙醇型发酵;而且此时的CSTR产氢发酵系统对负荷冲击表现出了良好的调节能力,在有机负荷(以化学需氧量COD计)从8 kg/(m3.d)提高到24 kg/(m3.d)时,反应系统可在9 d内重新达到稳定运行状态,其COD去除率和产气量由8%和3 L/d提高到20%和12 L/d,发酵气中氢气体积分数为67%。     

生物质衍生物重整制氢研究进展

氢能是公认的较为理想的绿色能源,开发利用氢能不仅能摆脱对传统化石能源的长期依赖,还能解决能源短缺及环境污染问题,低成本且高效环保地制取氢气有利于中国能源结构转变与可持续发展战略的实施,其中利用可再生生物质衍生物重整制氢技术越来越受到人们的关注。从化学与能源角度出发,综述和评论了国内外以生物醇类、苯酚类、酸类三大主要生物质衍生物为原料重整制氢的研究,分析了这些生物质衍生物重整制氢的反应机理,集中阐述了催化剂和载体对重整制氢的作用效果,以及催化体系所面临的问题及改进办法。结合目前制氢发展着重于催化剂改性、载体优化、工艺改进等方面的研究趋势,提出未来可深入开发新型载体和助剂、丰富催化剂体系、整合各种制氢工艺的研究方向。     

新兴污染物对污泥厌氧发酵的影响及其厌氧降解研究进展

污水处理厂产生的污泥中普遍吸附着表面活性剂、药物及个人护理品、雌激素、全氟化合物、邻苯二甲酸酯和纳米材料等新兴污染物。新兴污染物的存在必然会对以厌氧发酵及土地利用为代表的污泥资源化利用过程产生影响,其自身也会发生降解。本文介绍了上述6种典型新兴污染物在污泥中的污染现状,分析了其对污泥厌氧发酵产生的影响,并阐述了其产生影响的相关机理。同时讨论了新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解情况,发现新兴污染物的降解受其物理化学特性、生物降解难易程度、自身浓度、共代谢效应等影响。最后,对今后污泥中新兴污染物研究的发展方向进行了展望,指出今后应重点探究新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解方法、途径及机理,以利于后续污泥的土地资源化利用。     

Effect of pH on microbial hydrogen fermentation

The influence of initial pH of the culture medium on hydrogen production was studied using sucrose solution and a mixed microbial flora from a soybean‐meal silo. Hydrogen production was not observed at pH values of 3.0, 11.0 and 12.0 but low production was observed at pH values 5.0 and 5.5. The pH of the experimental mixture decreased rapidly and produced hydrogen gas within 30 h. Methane was not detected at initial pH values between 6.0 and 10.0. The sucrose degradation efficiency increased as the initial pH value increased from 3.0 to 9.0. The maximum sucrose degradation efficiency of 95% was observed at pH 9.0. The maximum specific production yields of hydrogen, VFAs and alcohols were 126.9 cm³ g^?1 sucrose (pH of 9.0), 0.7 gCOD g^?1 sucrose (pH of 8.0) and 128.7 mgCOD g^?1 sucrose (pH of 9.0), respectively. The relationship between the hydrogen ion concentration and the specific hydrogen production rate has been mathematically described. The best kinetic parameters on the specific hydrogen production rate were K_OH = 1.0 × 10^?7 mol dm^?3 and K_H = 1.1 × 10^?4 mol dm^?3 (r² = 0.86). The maximum specific hydrogen production rate was 37.0 cm³ g^?1 VSS h^?1. © 2002 Society of Chemical Industry