【摘要】： 有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)具有能源和環(huán)保的雙重功效,已經(jīng)成為環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。雖然,發(fā)酵法生物制氫技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景,但是該技術(shù)還處于研發(fā)階段。提高系統(tǒng)的產(chǎn)氫效率和運(yùn)行穩(wěn)定性,降低生產(chǎn)成本,仍然是生物制氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化進(jìn)程中面臨的根本問題。 利用活性污泥作為菌種發(fā)酵產(chǎn)氫時(shí),反應(yīng)系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)對產(chǎn)氫效能具有決定性的影響。因此,利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段闡明微生物群落結(jié)構(gòu)與產(chǎn)氫效能的關(guān)系,確定重要的功能菌群,建立產(chǎn)氫群落的快速分子檢測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)氫群落的定向構(gòu)建和優(yōu)化,對實(shí)現(xiàn)發(fā)酵法生物制氫技術(shù)的工業(yè)化具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。目前,這些內(nèi)容還沒有被系統(tǒng)性地研究。目前所報(bào)道的產(chǎn)氫細(xì)菌都因不具備凝集能力,而造成大量流失,降低了系統(tǒng)的產(chǎn)氫效能。而通過載體固定化技術(shù)必然大幅度增加運(yùn)行成本。所以,分離具有高效產(chǎn)氫并能形成顆粒生長的自凝集細(xì)菌,通過生物強(qiáng)化作用實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)氫群落結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,對實(shí)現(xiàn)發(fā)酵法生物制氫工業(yè)化更具有現(xiàn)實(shí)意義和重要的應(yīng)用價(jià)值。 針對目前發(fā)酵法生物制氫技術(shù)工業(yè)化進(jìn)程中存在的問題,進(jìn)行了自凝集產(chǎn)氫細(xì)菌的分離和篩選,并結(jié)合DGGE、FISH、克隆文庫、Real-time PCR、酶電泳等分子生物學(xué)手段,重點(diǎn)探討了微生物群落結(jié)構(gòu)和產(chǎn)氫效能的關(guān)系,深入研究了乙醇型產(chǎn)氫發(fā)酵的形成機(jī)制,開發(fā)了產(chǎn)氫細(xì)菌的快速檢測方法,初步探討了生物強(qiáng)化技術(shù)定向優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)。論文取得了一些創(chuàng)新性的研究成果。 (1)發(fā)現(xiàn)并建立了產(chǎn)乙醇桿菌屬(Ethanoligenens)。根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系、獨(dú)特的化能異養(yǎng)特性、G+C(mol%)含量和生理生化特征,證實(shí)所分離的菌株YUAN-3~T和菌株X-29代表了與最相近的柔嫩梭菌(Clostridium leptum)亞群現(xiàn)有屬完全不同的一個(gè)新屬。分類名為Ethanoligenens harbinense gen. nov., sp. nov.,哈爾濱產(chǎn)乙醇桿菌(Ethanoligenens harbinense)為模式種,菌株YUAN-3~T(=JCM 12961T= CGMCC 1.5033~T)為模式菌株。菌株YUAN-3~T振蕩培養(yǎng)時(shí)可形成凝集顆粒,直徑一般為0.5~5mm,最大時(shí)可達(dá)到1.5cm,培養(yǎng)液澄清;最大比產(chǎn)氫率為2.81molH2/mol-glucose,最大產(chǎn)氫速率為27.6mmolH2/g-drycell·h;是目前唯一報(bào)道的自凝集產(chǎn)氫細(xì)菌。 (2)揭示了不同產(chǎn)氫發(fā)酵類型微生物群落結(jié)構(gòu)和演替規(guī)律。DGGE分析
【圖文】：

表 1-2 與產(chǎn)氫相關(guān)的細(xì)菌代謝途徑Table 1-2 Bacterial metabolic pathway of hydrogen production圖 1-2 發(fā)酵細(xì)菌代謝途徑中丙酮酸的出路Fig. 1-2 Pyruvate road of metabolic pathway of fermentative bacteria

- 44 -YUAN-3W-1 X-29圖 3-1 不同生長特性產(chǎn)氫細(xì)菌ig.3-1 Hydrogen-producing bacteria of different growth charac
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：X703

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉雪梅;任南琪;宋福南;;微生物發(fā)酵生物制氫研究進(jìn)展[J];太陽能學(xué)報(bào);2008年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 焦安英;甘蔗壓榨汁制氫系統(tǒng)的工程控制對策及其微生物群落研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

2 岳莉然;以赤糖為基質(zhì)的生物制氫生態(tài)系統(tǒng)與工藝[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

3 萬春黎;電滲析-微生物技術(shù)修復(fù)油污土壤的效能及影響因素研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 謝天卉;L-半胱氨酸對細(xì)菌產(chǎn)氫過程的促進(jìn)作用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 張露思;不同代謝類型細(xì)菌的產(chǎn)氫效能及作用機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 趙鑫;乙醇型發(fā)酵群落分析及產(chǎn)乙醇桿菌功能基因表達(dá)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 聶艷秋;廢水產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸工藝及條件優(yōu)化[D];江南大學(xué);2007年

8 張?jiān)葡?新型MBR-PBBR組合系統(tǒng)捷徑生物脫氮研究[D];大連理工大學(xué);2009年

9 宗文明;暗—光耦聯(lián)兩步法生物制氫及相關(guān)技術(shù)的研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

10 郭婉茜;附著型和顆粒型膨脹床生物制氫反應(yīng)器的運(yùn)行調(diào)控[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 馬茜嵐;厭氧活性污泥中混合產(chǎn)氫菌群的富集及產(chǎn)氫特性的研究[D];浙江大學(xué);2010年

2 付娜;拜氏梭菌RZF-1108產(chǎn)氫性能及其產(chǎn)氫代謝特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 李觀元;以丙酸為碳源的反硝化除磷工藝運(yùn)行特性及影響因素研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 楊長福;基于DGGE技術(shù)的好氧脫氮顆粒污泥微生物群落結(jié)構(gòu)和功能分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

5 張金桃;發(fā)酵木糖產(chǎn)酒精酵母菌的分離、篩選及優(yōu)化研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

6 李昕芯;微生物群落結(jié)構(gòu)對MBR運(yùn)行效能及膜污染的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 吳潔云;hLYZ轉(zhuǎn)基因山羊糞便對于土壤微生物群落及基因漂移的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

8 姚淑娣;微生物群落結(jié)構(gòu)對自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器運(yùn)行效能及膜演化形成影響的研究[D];山東大學(xué);2012年

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本文編號：2631977