生物質(zhì)（牛糞、海帶）厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的研究.pdf

1、本文以牛糞堆肥、海帶為產(chǎn)氫底物，以牛糞堆肥為天然厭氧產(chǎn)氫菌源，通過厭氧發(fā)酵制備氫氣，考察了pH值、預(yù)處理條件、底物濃度對不同產(chǎn)氫底物產(chǎn)氫能力的影響。實驗結(jié)果表明：牛糞、海帶發(fā)酵產(chǎn)氫的最佳初始pH值和最佳底物濃度分別為5.0、6.5，70g/l、20g/l；牛糞用鹽酸進行預(yù)處理效果較好，最佳鹽酸濃度為0.2％，而海帶則用濃度為10％的乳酸處理產(chǎn)氫效果最佳；在其最佳產(chǎn)氫條件下，牛糞、海帶的最大累積產(chǎn)氫量及最大氫濃度分別為19mlH2/g-T

2、VS、84mlH2/g-TVS，38.6％、32％。反應(yīng)過程中沒有檢測到甲烷氣體。使用修正的Gompertz方程對產(chǎn)氫過程進行描述，經(jīng)過方程擬合，得到牛糞、海帶的最大產(chǎn)氫速率分別為1.1mlH2/(gTVS·h)，1.0mlH2/(gTVS·h)。試驗證實，預(yù)處理是提高底物產(chǎn)氫能力的一個重要手段，針對不同底物的特性，采用適當?shù)念A(yù)處理可不同程度地提高底物的產(chǎn)氫能力。經(jīng)0.2％鹽酸處理過的牛糞的產(chǎn)氫能力由未處理時的13.3mlH2/g-TV

3、S提高到19mlH2/g-TVS；海帶經(jīng)乳酸處理后產(chǎn)氫能力大約為未處理時的6.4倍。 在批式試驗的基礎(chǔ)上，我們對牛糞產(chǎn)氫過程進行了小型放大，考察了產(chǎn)氫微生物對牛糞的降解特性以及產(chǎn)氫體系的氧化還原電位(ORP)，實驗結(jié)果表明：發(fā)酵產(chǎn)氫過程伴隨著揮發(fā)性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)和醇(乙醇和丁醇)的生成，它們是發(fā)酵產(chǎn)氫代謝過程中主要副產(chǎn)物。本實驗的產(chǎn)氫體系屬丁酸型發(fā)酵，發(fā)酵的末端產(chǎn)物主要為乙酸和丁酸，占液相發(fā)酵末端產(chǎn)物總量的78～81