热处理对污泥厌氧发酵产氢的影响

通过对污泥进行热处理来提高污泥厌氧发酵产氢的能力.结果表明:热处理是一种有效的污泥融胞方法,热处理对糖和蛋白质的水解效果好,热处理后污泥中可溶蛋白质浓度为原污泥的6.4～8.9倍,可溶糖浓度为原污泥的1.6～7.9倍.75℃热处理10 min效果最好,最大累积产氢量可达20.3 ml,较原污泥提高了19倍;VS最大比产氢率为152.2 ml·(kg·h)-1.并用SGompertz方程对实验数据进行拟合,定量说明在不同的热处理温度和时间下,厌氧发酵的累积产氢量(y)和时间(x)的关系.污泥厌氧发酵产氢前后各指标都发生明显变化,NH4 -N和总挥发性脂肪酸(TVFA)的浓度都增加了,而可溶糖和可溶蛋白质的浓度都降低了.热处理后的污泥在厌氧发酵产氢过程中,主要降解的有机物为蛋白质,发酵后蛋白质可降解20%～41%.     

替硝唑片对污泥厌氧发酵产氢作用的研究

研究表明，在污泥中添加替硝唑片可使污泥中的有机物质含量明显增加，特别是可溶的有机物质；替硝唑片对提高污泥产氢效果显著，替硝唑片添加量为1．40g时，污泥的产氢效果最佳，其累积产氢量和产氢潜能分别为580．64mL和98．41mL／gVS；厌氧发酵属于典型的乙醇型发酵；发酵代谢过程主要降解的有机物质为糖类物质，总糖降解率高达70．32％，蛋白质降解率只有26.25％。     

S-TE预处理污泥厌氧发酵产氢

应用嗜热酶污泥溶解(S-TE)技术预处理剩余污泥,研究接种外在产氢菌(Enterococcus sp.LG1)和未接种外在产氢菌两种状况下,污泥发酵的产氢效果,并与相应温度(65℃)热预处理污泥的发酵产氢效果进行对比,分析探讨了污泥发酵产氢过程中底物和pH值的变化。结果表明:经S-TE预处理的污泥在未接种外在产氢菌时,产氢效果良好,最大产氢率(H_2/VS)高达16.3mL H_2/g,高出65℃热预处理污泥接种产氢菌15.6%,高出65℃热预处理污泥未接种产氢菌26.4%,发酵气体中只含有H_2和CO_2,不含CH_4,氢延迟时间短(3～4h),产氢率达最大值后能较稳定维持10h以上;S-TE预处理污泥接种产氢菌后,产氢效果不佳,最大产氢率仅为10.7mL/g。S-TE预处理污泥发酵过程中,可溶性蛋白质和可溶性糖是产氢发酵的主要营养物质。     

厨余与污泥联合发酵不同预处理产氢特性研究

以厨余垃圾和污泥为反应底物,加热预处理的污泥为发酵接种物,考察了对反应底物进行碱、酸和热3种预处理的发酵产氢特性.试验结果表明:经过预处理的反应底物中的可溶性营养物质(SCOD和还原糖)总量有明显增长;预处理后发酵所产氢气含量、比产氢速率和氢产率都有较大改善,其中以加热预处理提高效果最为明显,最大氢气含量、最大比产氢速率(VS)和最高氢产率(VS)为47.68%,2.89 ml/(h·g)和57.74 ml/g,相对于未经过预处理的发酵样品分别提高了0.89倍,5.14倍和3.16倍.     

活性污泥驯化对棉花秸秆厌氧发酵产氢的影响

采用棉秆厌氧发酵制氢,既可实现农业废弃物的资源化利用,又可获得可再生能源——氢气。以棉花秸秆为发酵底物,以污水处理厂活性污泥为产氢菌源,主要研究活性污泥驯化时间(煮沸时间、培养时间、超声波处理时间)及污泥质量等因素对棉花秸秆产氢性能的影响。结果表明,25g活性污泥未经驯化时,棉花秸秆厌氧发酵产氢性能较低,累计产氢量仅为34.60m L/g。当活性污泥经驯化后,棉花秸秆的产氢性能大幅提高,活性污泥质量为25g、煮沸15min、超声波处理120min、培养12h时,棉秆厌氧发酵制氢效果最佳,最大累计产氢量为51.46m L/g,相比未驯化时提高近50%,平均产氢速率为9.36m L/(g·h),混合气体中氢气物质的量分数为42.12%。污泥驯化后极大地提高了棉花秸秆发酵制氢效率,为低成本、规模制氢技术奠定了基础。     

糖蜜废水COD/N对厌氧发酵产氢的影响

采用批式厌氧发酵的方法,研究了在5种不同COD/N条件下糖蜜废水的产氢量、pH值及VFA的变化情况.研究结果表明,底物COD/N对糖蜜废水产氢量的影响极大.当COD/N低于60时,产氢受到抑制;当COD/N为20时,产氢活动完全受到抑制;当pH值高于8.73时,产氢量为零.较适宜的COD/N为100和80,此时产氢启动快,产酸代谢能力强,累积产氢量高.     

厌氧消化污泥预处理对提油后微藻渣产氢的影响

以微藻油脂提取后的藻渣为底物,研究了厌氧消化污泥预处理方式对产氢的影响,预处理方法为热、碱、酸和氯仿处理。结果表明,污泥预处理方式对藻渣的产氢量和消解率有很大影响。热处理污泥的底物消解率最高,而酸处理时为最低;热处理污泥的氢气产量最高,为27.27 ml/g,酸、碱、氯仿和未处理污泥的氢气产量较低,分别为13.97,23.69,17.73和18.88 ml/g。虽然氯仿处理和酸碱处理完全抑制了甲烷菌活性,但是产氢细菌的活力也受到抑制,其中酸处理的抑制最为严重。因此,热处理是富集产氢细菌最有效的方法。     

产氢细菌对不同单双糖的发酵产氢利用与效能

采用间歇培养方法,分别以单糖(葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖)、双糖(蔗糖)作为产氢微生物培养基中的底物,对产氢微生物培养过程中的产氢效能进行了研究,探索产氢细菌对不同单双糖的发酵产氢的利用与效能.研究结果表明:不同单糖之间的气体产量差别较小,但是底物浓度对氢气产量影响很大;葡萄糖浓度10g/L是产氢菌SUES-1生长、产氢的适宜底物浓度;双糖(蔗糖)的产氢量大于相同浓度单糖(葡萄糖)的产氢量.     

超声预处理对单室空气阴极污泥微生物燃料电池性能的影响

为了提高污泥微生物燃料电池(MFC)产电性能和污泥处理效果,基于超声波破壁预处理技术,构建了以超声预处理污泥为底物的单室空气阴极污泥MFC,以污泥MFC的输出电压、最大功率密度、内电阻、污泥浓度和TCOD浓度为考察指标,探究不同声能密度预处理对污泥MFC产电性能及污泥降解效能的影响,结果表明,随着预处理超声密度的增加,MFC的产电性能和污泥处理效果得到有效提升。与未经预处理的污泥MFC相比,预处理声能密度为1.5 W/m L时,MFC稳定输出电压提高90.19%,最大输出功率密度提高135.43%,污泥减量效果提升68.8%,TCOD去除效果提高76.17%。本研究实验结果证明采用超声波对污泥进行预处理,能够有效提高污泥MFC的产电性能和污泥降解效率。     

中药药渣预处理厌氧发酵产沼气初步研究

试验研究了沼液和NaOH用于药渣堆沤预处理对发酵过程的影响,以及接种量、pH值对于产气量的影响。结果表明:药渣经过沼液堆沤预处理后即可在较短的时间内高效发酵产沼气,发酵高峰为第2¹0天,此阶段产气为总产气量的95%以上;以秸秆沼液预处理后的药渣产气量最高,为11 940 mL,原料产气率为54.4L/kg干药渣。药渣发酵过程中无需添加畜禽粪便调节碳氮比,秸秆沼液中驯化富集的利于秸秆类物质分解的微生物可大大提高药渣的降解率。NaOH预处理可显著提高药渣的产气潜力,发酵持久且总产气量高。以质量分数5%的NaOH预处理10 d,原料(干药渣)产气率达196.8 L/kg。     

预处理温度对活性污泥发酵产氢特性的影响

为寻求适宜的种泥热处理方法,利用摇瓶发酵实验,考察了城市污水处理厂好氧活性污泥分别经65、80、95、110℃热处理30min后,其利用葡萄糖发酵产氢的特性。结果表明:在初始pH=7.0、葡萄糖浓度10g/L、接种量2gMLVSS/L条件下,35℃培养72h,经65℃和95℃处理的种泥表现出较好的发酵产氢性能,其葡萄糖的氢气转化率分别达到1.08和1.11mol/mol,污泥的比产氢率分别为8.36和9.05mmol/gMLVSS;经65℃预处理的种泥发酵体系,表现为丁酸型发酵,其葡萄糖降解率和最大产氢速率分别高达82%和11.29mL/h,而经95℃预处理的种泥发酵体系则呈现混合酸发酵特征,其葡萄糖转化率和最大产氢速率分别仅为76%和4.45mL/h。     

气相条件对混合菌种光合产氢的影响

针对不同气相条件对混合菌种以及纯菌种生长与产氢的影响进行了试验研究.结果表明N2、O2、Ar、H2的高纯气相条件均能够促进菌体的生长,但对产氢有明显的抑制,表明高纯气创造出的厌氧环境不适于产氢.CO2不仅对产氢有抑制作用,同时明显抑制菌体的生长.气相中大量的O2对固氮酶以及氢酶的毒害导致无法产氢,而微量O2的存在却能对产氢有促进作用,尤其是在Ar与微量O2的混合气相条件下,产氢率达到最高的2.38mol/mol乙酸钠,且产氢延迟期最短.同时发现气相条件对混合菌种产氢较纯菌种Rh.Palustris Z02的影响小.     

培养基对海水绿藻Platymonas subcordiformis生长和无硫光照产氢的影响

研究了基于淡水绿藻Chlamydomona reinhardtii培养基TAP的优化培养基(OM)和传统康维方培养基(TM)对海水绿藻Platymonas subcordiformis培养和无硫光照产氢的影响.研究结果表明OM培养6～8d就能达到对数生长后期,藻密度为(1.80～2.00)×10~6 cells·mL~(-1),而TM需要18～20d;OM培养藻细胞对数生长后期叶绿素、淀粉和蛋白含量分别为10.74、149.50和213.00μg·mL~(-1),均高于TM培养的藻细胞.OM培养藻细胞的呼吸耗氧速率明显高于TM培养的藻细胞.悬浮在OM-S中藻细胞的PSⅡ光化学活性被明显抑制,能够产生2.01μmol H_2·mg~(-1)Chl;而悬浮在TM-S中藻细胞PSⅡ光化学活性保持在0.19以上,不能诱导氢酶表达产生氢气.     

新型生物制氢反应器的运行及产氢特性

以厌氧活性污泥为产氢菌种,糖蜜废水为底物,研究了新型外循环颗粒污泥膨胀床(ECGSB)生物制氢反应器的运行及产氢特性.结果表明,ECGSB反应器可在较高的容积负荷(VLR)下实现高效稳定的产氢,稳定运行时,反应器内可观察到自絮凝产氢颗粒污泥的形成,污泥平均浓度高达24.1gVSS/d,系统最大产氢能力为7.43m3/m3·d,发酵气中氢气体积含量为50%～56%.系统形成自絮凝产氢颗粒污泥是ECGSB反应器高效运行和产氢的关键,自絮凝产氢颗粒污泥既增加了活性产氢细菌的生物持有量,又提高了系统抗冲击负荷的能力.连续流运行各项参数表明,ECGSB反应器具有良好的运行稳定性和产氢优势;提出乙醇型发酵快速启动的调控对策,在发酵法生物制氢领域具有广泛的应用前景.     

影响天然混合红螺菌产氢因素的实验研究

研究了以葡萄糖为基质利用天然混合红螺菌生产氢气的影响因素。结果表明，天然混合红螺菌产氢必须在光照、厌氧的条件下进行，在实验范围内较高光强度对天然混合红螺菌的产氢比较有利，并提出天然混合红螺菌产氢的最佳产氢工艺条件，即温度为32℃-40℃，pH值为5—8，接种量为5％～15％。添加有机氮源可使产氢量大幅度提高，天然混合红螺菌在最佳产氢工艺条件下以1％的葡萄糖为基质时的最大产氢量为1．62L／L，具有较好的工程应用前景。     

氮源对莱茵衣藻生长和产氢的影响

实验通过向莱茵衣藻培养基中加入不同浓度的甘氨酸和尿素,观察它们对莱茵衣藻细胞数和叶绿素含量的影响,筛选生长状态最佳的甘氨酸和尿素浓度,进而检测它们对衣藻产氢量和耗氧量的影响.结果表明甘氨酸和尿素的添加量分别为2.0g/L和0.5g/L时,莱茵衣藻的细胞数和叶绿索含量最高,此时产氢量提高了2～16倍,该结果为利用衣藻产氢的研究奠定了实验基础.     

太阳光谱对光合细菌生长及产氢特性的影响研究

测定了紫色非硫细菌F1、F5、F7、F11,紫色硫细菌S7、S9和绿色硫细菌L6吸收光谱。发现F1、F5、F7、F11具有相似的可见光吸收特性,均在375、490和590nm附近有吸收峰;S7、S9具有相似的吸收特性,在380nm和490nm附近有吸收峰;L6在590nm附近有吸收峰。分别采用中心波长为400、470、540、600、700nm,带宽为100nm的太阳光进行光合细菌的生长和产氢特性试验,发现改变太阳光光照波段,对同一菌株的生长特性和产氢特性均有显著的影响。     

木质素在超临界水中气化制氢的实验研究

以木质素为原料,利用连续管流反应器,首先在反应压力为15.0～27.5MPa、反应器壁温为500～650℃、物料流速为4.7～7.5mL/min的条件下,对质量浓度为1%～3%的木质素在超临界水中进行了气化制氢的实验研究。针对实验中存在的问题,改造了反应器,着重考查壁面温度为700～775℃下高浓度木质素的气化效果。实验表明升高壁温能够极大提高木质素在超临界水中的气化效果,700℃以上木质素可以高效气化;升高压力有利于氢气质量产率的提高,并可促进甲烷化反应;而高浓度不利于木质素气化;降低流速,有利于提高氢气质量产率,但对气态产物中各组分气体的体积百分含量影响不大;相同条件下,木质素较纤维素更难气化,气化率较低。     

铜钼基硫氧化物催化剂及其光催化产氢性能

以[NH_4]_2MoS_4和CuCl为原料,合成了一系列铜钼基硫氧化物催化剂,并利用x射线衍射(XRD),UV-Vis漫反射光谱、X射线荧光(XRF)等化学物理手段对其进行了表征,制备的催化剂对光表现出较强的吸收特性,同时研究了该系列催化剂在可见光条件下的光催化制氢性能,并考察了反应温度和反应时间对催化剂产氢活性的影响.结果表明,在140℃条件下水热24h合成的催化剂制氢性能最好,平均产氢速率为10.7μmol/h·g.     

基于太阳能的甲烷重整制氢技术研究进展

该文对近年来有关太阳能甲烷重整制氢技术的研究进行回顾。首先从甲烷重整反应制氢的工艺流程及其热力学与动力学特性角度,介绍甲烷重整反应的基本特点。其次,从高效、低成本催化剂体系开发以及新型反应器性能研究等两个方面重点回顾近年来关于太阳能甲烷重整技术的研究进展。最后,从高效催化剂开发研究、新型反应器设计以及制氢成本控制等方面,给出基于太阳能的甲烷重整制氢技术的未来发展方向。