【摘要】：本課題在中溫條件下,以玉米秸稈為原料進(jìn)行了微氧發(fā)酵制氫的研究。在150mL厭氧瓶小試實(shí)驗(yàn)中,通過控制產(chǎn)氫過程中的進(jìn)氧量對(duì)產(chǎn)氫的最佳微氧環(huán)境進(jìn)行了探索;放大實(shí)驗(yàn)是將小試實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)氫效果最佳的條件在10L發(fā)酵罐中進(jìn)行,同時(shí)對(duì)比研究了微氧產(chǎn)氫和厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵過程中產(chǎn)氣產(chǎn)氫情況和pH、氧化還原電位、揮發(fā)性脂肪酸、堿度、纖維素類物質(zhì)的變化;并對(duì)系統(tǒng)中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)中通過收集測量的產(chǎn)氣量和氣相色譜測定的氫濃度計(jì)算得到產(chǎn)氫量,利用pH計(jì)和氧化還原電位計(jì)在線監(jiān)測pH和氧化還原電位,采用氣相色譜法測量揮發(fā)性脂肪酸,利用自動(dòng)電位滴定儀測量系統(tǒng)中的堿度,采用范氏法測量纖維素類物質(zhì),利用PCR-DGGE技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。小試實(shí)驗(yàn)表明,玉米秸稈在280 mL/kg TS·day的進(jìn)氧量環(huán)境中得到最高的產(chǎn)氫量,且經(jīng)過稀酸預(yù)處理的玉米秸稈產(chǎn)氫效果最好。放大實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在進(jìn)氧量為280mL/kg TS·day時(shí),微氧發(fā)酵產(chǎn)氫量為34.5mL/g TS,較厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫量高出42.73%;微氧產(chǎn)氫發(fā)酵的pH值的變化范圍在4.7~7.0之間;氧化還原電位的變化范圍在-300~-150 mV之間;微氧產(chǎn)氫發(fā)酵與厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵相同,液相末端產(chǎn)物主要為乙酸和丁酸,發(fā)酵類型為丁酸型發(fā)酵;微氧產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)中堿度的下降較緩慢,系統(tǒng)的穩(wěn)定性高于厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng);微氧產(chǎn)氫發(fā)酵中秸稈的利用率高于厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵;微氧產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)中除了有腸球菌屬、擬桿菌屬、梭菌屬、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、消化鏈球菌科這些厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)中存在的優(yōu)勢(shì)菌種,還有腸桿菌屬和檸檬酸桿菌屬的細(xì)菌。
【圖文】：

料發(fā)酵樣品的來源干的玉米秸稈取自四川省成都市永安縣，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎后過 4條件下，備用。所用玉米秸稈的總固體含量（TS）為 91.26% ，揮S）為 83.78 % 。產(chǎn)氫混合接種菌的馴化合接種菌由實(shí)驗(yàn)室豬糞厭氧發(fā)酵沼液處理馴化得到。取實(shí)驗(yàn)室豬糞進(jìn)行熱處理，在溫度為 100℃的條件下保持 15min，室溫冷卻后按到產(chǎn)氫培養(yǎng)基中，，放入培養(yǎng)箱中在 35℃條件下培養(yǎng)，直至產(chǎn)氫穩(wěn)定種菌。置小試實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)使用 150mL 的厭氧瓶，厭氧瓶經(jīng)密封后在振蕩培養(yǎng)箱中進(jìn)行恒溫放大實(shí)驗(yàn)裝置

準(zhǔn)氣體作為外標(biāo)物注入色譜柱，得到標(biāo)準(zhǔn)氣體的色譜圖，然后在相同條件下，對(duì)待測樣品進(jìn)行檢測，得到待測樣品色譜圖。同一種氣體在色譜圖中的保留時(shí)間是相同的，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測樣品所測得的峰面積可計(jì)算得出生物氣中各氣相產(chǎn)物濃度。計(jì)算公式如下：C1= (Cs/As)A1（2-1）式中：C1  生物氣中H2組分的百分含量；Cs  標(biāo)準(zhǔn)氣體中H2的百分含量；A1  生物氣中H2的峰面積；As  標(biāo)準(zhǔn)氣體中H2的峰面積。2.4.2 液相發(fā)酵產(chǎn)物分析產(chǎn)氫發(fā)酵的液相產(chǎn)物主要是揮發(fā)性脂肪酸（VFA）。揮發(fā)性脂肪酸主要分析乙酸、丙酸、丁酸、戊酸的含量，采用氣相色譜安捷倫 7890 分析測量。樣品預(yù)處理：樣品經(jīng) 4800 r/ min 離心 10 min 后取上清液，加入甲酸調(diào)節(jié) pH≤3，用等體積乙醚超聲萃取，4800 r/ min 離心 10 min 后取上層液體。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK91;TQ920.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2609722