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关键词：
剩余污泥,超声波处理,粒径,溶出物,微型动物
发表时间：
2013-01-29 15:27:11
摘要: 为揭示不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用规律, 以混合菌群发酵产氢为研究对象, 采用正交试验设计的方法考察了6 种不同的阴离子及添加尿素对发酵产氢过程的影响. 通过对不同阴离子浓度及相互关系对发酵产氢的影响的综合比较, 获得以下结论: 促进混合菌群发酵产氢的阴离子组成为: SO2-4 1. 5 g# L- 1, C l- 0 g# L- 1, NO-3 0 g# L- 1, M o7 O6-24 0. 1 g# L- 1, C2 O2-4 1 g# L- 1, C6H5 O3-7 5 g# L- 1, ( H2 N ) 2CO0 g# L- 1 ; 以PDB(马铃薯水解液)为基质发酵原料, H 2最高含量和平均含量分别比对照组提高了21. 4%和24. 1%; 平均产氢速率由对照组的36. 79 mL# L- 1# h- 1提高到96. 25 mL# L- 1# h- 1; 氢气产率由对照组的0. 76m ol#m ol- 1提高到1. 17 mol#m ol- 1. 研究同时证明, 尿素对H 2的产生具有显著的抑制作用, M o7O6-24 则可促进混合微生物对原料的利用和转化; 阴离子C2 O2-4 和C6H 5O3-7 的交互作用显著, 说明两者同时使用可改善发酵产氢. 从理论上对上述结果进行了分析探讨.
环境与能源问题的日益突出, 使得生物制氢技术已成为人们关注的一个热点( Kosourov et al. ,2002; 朱核光等, 2002; 肖本益等, 2004; Ike et al. ,1999; Me lis et al. , 2000 ). 对于生物质发酵产氢技术, 国内外大量的研究主要集中在影响微生物发酵产氢的因素, 如氧化还原电位、酸碱pH 值、温度、底物成分、水力停留时间等方面, 关于厌氧微生物群体产氢过程的环境影响因子的研究已成为国际性的前沿课题. 美国在20世纪60年代开始了金属离子对厌氧微生物发酵影响的研究, 但主要针对厌氧产甲烷菌( Peguin, 1995; Speece, 2001). 近年来, 也
有一些关于金属元素对发酵产氢的研究报道( Leeet al. , 2001; Zhang et al. , 2005; Fascetti et a l. ,1998) . 事实上, 除了金属元素之外, 不同的阴离子对发酵产氢的过程也有着不可忽视的影响. 因为含有不同阴离子的无机或有机盐可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素. 这些元素是微生物生长不可缺少的, 在产氢过程中可作为辅助因子参与生理和生物化学反应, 或是作为酶的活性中心离子与激活剂; 然而也有的阴离子所起的作用恰恰相反, 对产氢过程的抑制甚至是致命的. 投加适宜的无机或有机离子可以提高生物活性从而有效地提高整个发酵系统的效率. 然而, 对于阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究国内外还没有相关的报道. 通过前期对不同金属离子在发酵产氢过程中的作用研究( Speece, 2001; 马欢等, 2005)表明, 我们认为有必要在这一方面进行深入研究. 本研究中以混合菌群发酵产氢为研究对象, 采用正交试验设计考察了6种不同阴离子及添加尿素对发酵产氢过程的影响, 综合比较了不同浓度阴离子及其交互作用对产氢的影响, 获得了促进混合菌群发酵产氢的阴离子组合, 为后继的发酵产氢研究打下了良好基础.
有一些关于金属元素对发酵产氢的研究报道( Leeet al. , 2001; Zhang et al. , 2005; Fascetti et a l. ,1998) . 事实上, 除了金属元素之外, 不同的阴离子对发酵产氢的过程也有着不可忽视的影响. 因为含有不同阴离子的无机或有机盐可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素. 这些元素是微生物生长不可缺少的, 在产氢过程中可作为辅助因子参与生理和生物化学反应, 或是作为酶的活性中心离子与激活剂; 然而也有的阴离子所起的作用恰恰相反, 对产氢过程的抑制甚至是致命的. 投加适宜的无机或有机离子可以提高生物活性从而有效地提高整个发酵系统的效率. 然而, 对于阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究国内外还没有相关的报道. 通过前期对不同金属离子在发酵产氢过程中的作用研究( Speece, 2001; 马欢等, 2005)表明, 我们认为有必要在这一方面进行深入研究. 本研究中以混合菌群发酵产氢为研究对象, 采用正交试验设计考察了6种不同阴离子及添加尿素对发酵产氢过程的影响, 综合比较了不同浓度阴离子及其交互作用对产氢的影响, 获得了促进混合菌群发酵产氢的阴离子组合, 为后继的发酵产氢研究打下了良好基础.
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