高效產(chǎn)氫菌的篩選及污泥減量的可行性研究.pdf

1、氫氣作為能源正日益受到人們的重視，從發(fā)展清潔能源的角度來看，氫氣是最理想的載能體。氫氣本身是可再生的，在燃燒時(shí)只生成水，不產(chǎn)生任何污染物，甚至也不產(chǎn)生CO2，可以實(shí)現(xiàn)真正的“零排放”。與其他含能物質(zhì)相比，氫氣還具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)。氫氣的能量密度高，是汽油的2.68倍；用于貯電時(shí)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能目前已有可能超過其他各類貯電技術(shù)；將氫氣轉(zhuǎn)換為動(dòng)力，其熱效率比常規(guī)化石燃料高30％～60％，如氫氣可作為燃料電池的燃料，與燃料電池相結(jié)合可提供一

2、種高效、清潔、無傳動(dòng)部件、無噪聲的發(fā)電技術(shù)，效率可高出一倍；氫氣適于管道運(yùn)輸，可以和天然氣共用輸送系統(tǒng)；在各種能源中，氫氣的輸送成本最低，損失最小，優(yōu)于輸電。小型的低溫固體離子交換膜燃料電池可用在汽車和火車機(jī)車上；氫氣也能直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，日本己開發(fā)了幾種型號的氫能車。預(yù)計(jì)21世紀(jì)初，燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)將在汽車、機(jī)車、飛機(jī)等交通工具的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 氫能可作為“二次能源”，國際上的氫能制備工藝主要有電解制氫、熱解制氫、光化制氫

3、、放射能水解制氫、等離子電化學(xué)法制氫、礦石燃料制氫和生物制氫等。在這些方法中，96％的氫氣都是從天然的碳?xì)浠衔铩烊粴?、煤、石油產(chǎn)品中提取出來的，4％是用水電解制氫技術(shù)制取的。除了生物制氫技術(shù)外，其他的制氫技術(shù)都要消耗大量的化石能源，而且也要在生產(chǎn)過程中造成環(huán)境污染，所以采用生物制氫技術(shù)，可減少環(huán)境污染，節(jié)約不可再生能源。生物制氫技術(shù)將有可能成為未來能源制備技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。 與此同時(shí)，生物法污水處理系統(tǒng)每天都有大量

4、的剩余污泥產(chǎn)生，污水處理中產(chǎn)生的大量剩余污泥，如果不做無害化處理，會(huì)給環(huán)境帶來污染。目前常用的污泥處理方法有焚燒法、填埋法、土地利用等方法，但這些方法都對生態(tài)環(huán)境和人類健康具有長期潛在的危害性。合理地處置、處理、資源化利用污泥，已經(jīng)成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和可持續(xù)性發(fā)展的一個(gè)重大問題。因此，如果將兩者結(jié)合，利用細(xì)菌厭氧發(fā)酵過程來制取氫氣，不僅可以將污泥無機(jī)化，進(jìn)而減量，從而減少對環(huán)境的污染，還可以產(chǎn)生氫氣，緩解能源危機(jī)，這是一舉兩得的事情，因而

5、已引起了國內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注。 本研究采用Hungate厭氧培養(yǎng)技術(shù)分別從厭氧污泥、好氧污泥及河底泥中分離出12株厭氧產(chǎn)氫細(xì)菌，并對其中的Enterococcussp．LG1進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，該株細(xì)菌為專性厭氧腸球菌屬，革蘭氏染色結(jié)果為陰性，通過16SrDNA堿基測序和比對證實(shí)，該菌株是目前尚未報(bào)道過的1個(gè)新菌種，并已在GenBank注冊，注冊序列號為：EU258743，初步確定其細(xì)菌學(xué)上的分類地位。產(chǎn)氣量最高為36.

6、48mL/gTCOD，氫氣含量高達(dá)73.5％，為已報(bào)道文獻(xiàn)中以污泥為底物發(fā)酵制氫中之最高同時(shí)，以滅菌預(yù)處理的污泥為底物培養(yǎng)基，對污泥發(fā)酵過程中底物性質(zhì)變化(SCOD、可溶性蛋白質(zhì)、總糖和pH值等)進(jìn)行了探討。 本研究得出了高效產(chǎn)氫新菌Enterococcussp．LG1的最適生長環(huán)境。結(jié)果表明，高效產(chǎn)氫新菌Enterococcussp．LG1最適pH為9.0，最適溫度為37℃。 本研究以滅菌的污泥為底物，分別加入產(chǎn)氫