產(chǎn)氫系統(tǒng)中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群強(qiáng)化及同型產(chǎn)乙酸菌群抑制.pdf

1、目前,生物質(zhì)的發(fā)酵法制氫技術(shù)均是基于產(chǎn)酸發(fā)酵菌群對有機(jī)物的產(chǎn)酸發(fā)酵產(chǎn)氫原理,由于有機(jī)物的降解程度較低,基質(zhì)的氫氣轉(zhuǎn)化率很低,大部分氫仍然被固定在液相發(fā)酵產(chǎn)物中。而產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌,能夠降解產(chǎn)酸發(fā)酵菌產(chǎn)生的乙醇和有機(jī)會揮發(fā)酸(VFAs)等為乙酸、CO2和H2。因此,發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)中產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群的功能強(qiáng)化,將有效提高單位基質(zhì)的氫氣轉(zhuǎn)化率。另一方面,一定條件下,耗氫的同型產(chǎn)乙酸菌群也可能存在于發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)中,其耗氫作用無疑會降低發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的產(chǎn)

2、氫效能。本論文借助2套連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器(CSTR)的調(diào)控運行,對如何強(qiáng)化發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群的功能作用及抑制同型產(chǎn)乙酸菌群活性進(jìn)行了探討。
　　本研究以前期運行的兩套CSTR(Ⅰ型和Ⅱ型)甲烷發(fā)酵系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過調(diào)節(jié)pH值和投入產(chǎn)甲烷細(xì)菌抑制劑兩種方法,將產(chǎn)甲烷菌群逐漸從反應(yīng)系統(tǒng)中淘汰,向產(chǎn)酸發(fā)酵系統(tǒng)轉(zhuǎn)化并同時富集產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌。試驗結(jié)果表明,將系統(tǒng)(Ⅰ型CSTR)pH由6.5～7.2逐漸降低為4.0～5.0,可成功

3、淘汰系統(tǒng)中的產(chǎn)甲烷菌,但并未富集到足量的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌;通過10mmol/L的二溴乙烷磺酸鈉(BES)的連續(xù)投加(Ⅱ型CSTR),不僅系統(tǒng)中的產(chǎn)甲烷作用被徹底抑制,同時也富集到了足量的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群,但發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力低下,發(fā)酵氣中的氫氣含量平均僅為1.5％,分析認(rèn)為,系統(tǒng)中很可能存在大量耗氫的同型產(chǎn)乙酸菌。
　　在驗證Ⅱ型CSTR系統(tǒng)存在同型產(chǎn)乙酸菌的基礎(chǔ)上,通過間歇試驗和分子生物學(xué)試驗,確定了同型產(chǎn)乙酸菌抑制劑為氯仿,最佳抑制