磁场强化两种芽孢杆菌厌氧产氢的特性研究

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1、学校代码10530学号201510151628分类号X703密级公开硕士学位论文磁场强化两种芽孢杆菌厌氧产氢的特性研究学位申请人何梦娟指导教师肖利平副教授学院名称环境与资源学院学科专业环境工程研究方向清洁生产与资源化工程二零一八年六月三日StudyoncharacteristicsofthemagneticfieldstrengtheningbiohydrogenbytwokindsofBacillusCandidateHeMengjuanSupervisorAssociateProfessorXiaoLipingCollegeCollegeofEn

2、vironmentandResourcesProgramEnvironmentalEngineeringSpecializationCleanerProductionandResourceEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune3rd,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出

3、重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要厌氧发酵生物制氢法因原料易得，适应性强等优点被广泛采用，但存在预处理手段复杂、成本高

4、等缺陷。本课题组前期发现静磁场能够显著提高纯菌和厌氧污泥的微生物活性和产氢能力，但磁场强化微生物产氢的机理尚待进一步明确。因此本文以菌BH01、菌BH03和混合菌为对象，研究了三者发酵葡萄糖产氢的适宜条件，探讨了磁场对其利用不同碳源产氢的影响，并通过分析产氢过程中细菌生长情况、过程脱氢酶活性和电子传递链活性等指标，初步明确了磁场强化三种体系厌氧发酵葡萄糖产氢的作用机制。得到结论如下：（1）菌BH01、菌BH03和混合菌的发酵葡萄糖产氢适宜条件为：初始pH值8，接种量8%，初始葡萄糖浓度10g/L。（2）磁场对菌BH01、菌BH03和混合菌利用不同碳源

5、产氢都有强化作用。54mT时，三者利用木糖、葡萄糖和麦芽糖的产氢率最大，与不加磁相比，菌BH01和菌BH03利用不同碳源产氢的强化效果为木糖＞葡萄糖＞麦芽糖，混合菌利用葡萄糖和麦芽糖的产氢效果更好，分别为0.83molH2/mol葡萄糖和0.83molH2/mol麦芽糖，比0mT时分别提高50.9%和62.8%。菌BH01、菌BH03和混合菌以葡萄糖为底物的产氢率大于以木糖和麦芽糖为底物的产氢率。（3）54mT条件下，三种体系发酵不同碳源产氢时，其液相末端发酵产物中乙酸和乙醇比例不同。菌BH01发酵不同碳源产氢时液相末端发酵产物中乙酸和乙醇的比值为0

6、.67±0.1；菌BH03发酵不同碳源产氢时液相发酵产物中乙酸和乙醇的比值为0.33±0.3。混合菌利用不同的底物产氢时，菌BH01和菌BH03存在竞争关系，以木糖为底物时，以菌BH01发酵产氢为主；以葡萄糖和麦芽糖为底物时，以菌BH03发酵产氢为主。（4）磁场不改变发酵产氢的类型和细菌的生长量，主要是通过提高细菌的脱氢酶活性和电子传递链活性促进产氢。54mT时菌BH01、菌BH03和混合菌的脱氢酶活性分别比0mT时提高40.5%、60.9%和99.2%，电子传递链活性分别比0mT时提高30.8%、22.5%和49%。关键词：厌氧发酵制氢；芽孢杆菌；

7、磁场；脱氢酶；电子传递链IAbstractAnaerobicfermentationbiohydrogenproductionhasbeenwidelyutilizedbecauseofitsavailabilityonrawmaterialsandstrongapplicability,howeveritremainssomedisadvantagessuchascomplicatedpretreatmentandhighcost.Thisresearchgrouphasearlydiscoveredthatwithapplicationofsta

8、ticmagneticfield,bothmicrobialactivityandhydrogenprodu