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连续制氢工艺中光合细菌菌落特性研究

作　者: 李亚丽
导　师: 张全国
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 连续光合制氢混合菌群产氢底物光合细菌特性
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文是在国家“863”计划项目“中小型太阳能光合生物制氢系统及生产性运行研究”(项目编号:2006AA05Z119)、国家自然科学基金项目“光合生物制氢体系的热效应及其产氢机理研究”(项目编号:50676029)的资助下完成。本文研究了在连续产氢工艺中,分别利用葡萄糖和预处理后的猪粪废水为产氢底物时的光合细菌菌落特性,为进一步完善光合细菌连续产氢工艺技术提供了科学参考。结果如下:(1)在显微镜下观察光合细菌的形态,发现混合菌种主要有球状、长杆状、短杆状、螺旋状、弧形等。有的细胞是单个生长;有的细胞还聚集成各种各样的细胞群,形成链状丝状体或长丝状。从光合细菌悬浮液中看,许多光合细菌都在运动,这是由于它们大部分长有鞭毛。(2)通过光合细菌活细胞紫外扫描测定活细胞的吸收光谱,光合细菌在分别230nm,250nm,806nm,860nm处有吸收峰。(3)无论利用哪种产氢基质,反应器开始运行时,光合细菌接种量越大,光合细菌的数量就越多,特别是在第一天光合细菌增殖的越多。一次加入的光合细菌随着产氢的进行,不断减少,不能满足光合细菌连续产氢的需求;每隔8天加一次光合细菌,正好满足光合细菌连续产氢的要求。光合细菌只有在第一天才增殖,当第二天光合细菌开始大量产氢时,光合细菌的增殖速度就远远小于他的衰落速度。(4)光合细菌的浓度直接影响光合细菌的产氢量,光合细菌的浓度越大,产氢量也越多。(5)光合细菌在2#、3#光合细菌浓度最大,产氢量最大。1#次之,4#最少。产氢发生在光合细菌生长的稳定期,2#、3#隔室产氢量最大,说明这两个隔室的光合细菌大部分处于生长稳定期,第四隔室的光合细菌大部分处于衰退期。而1#隔室特别是第一天光合细菌处于增殖期,几乎不产气。(6)把光合细菌分别利用葡萄糖(其中适当加入了各种微量元素,光葡萄糖并不产生氢气)为产氢基质,利用预处理后的猪粪废水(加入1%的葡萄糖做产氢引物)为产氢基质后,各个隔室光合细菌浓度的对比。发现光合细菌混合菌群可以更好的利用猪粪废水中的小分子有机物,这可能是由于葡萄糖溶液中的成分比较单一,猪粪废水中的营养成分比较丰富,而混合菌群之间相互协助,可以更好的利用猪粪废水中营养成分。(7)利用猪粪废水产氢时,连续制氢反应器中各个隔室的PH值变化在7-6.5之间,正好符合光合细菌生长繁殖和产氢的要求。利用葡萄糖产氢时,反应液更易酸化。利用猪粪废水是PH指相对稳定。

连续制氢工艺中光合细菌菌落特性研究

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