玉米秸秆厌氧发酵生物制氢放大实验研究

《玉米秸秆厌氧发酵生物制氢放大实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、郑州大学硕士学位论文玉米秸秆厌氧发酵生物制氢放大实验研究姓名：胡庆丽申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：任保增20070520郑州大学硕士学位论文摘要能源短缺和环境污染是新世纪人类所面临的巨大挑战。与其他传统的能源燃料相比，氢气具有能量密度高、热转化率高、输送成本低、燃烧时只生成水、无二次污染等诸多优点。在众多的制氢方法中，生物质厌氧发酵制氢技术以其来源于微生物自身的新陈代谢条件下即可进行，而且可利用工农业废弃物为制氢原料，既实现了废弃物资源化，而且成本低廉，所以厌氧发酵生物制氢技术是一种发展前景

2、广阔的环境友好型制氢新方法，具有良好的应用前景。本文在批式实验和小型放大实验研究成果的基础上，以农业废弃物玉米秸秆为产氢原料，以牛粪堆肥为产氢菌源，在30立升规模的混合式制氢反应器中通过厌氧发酵产生氢气，取得了有意义的研究结果。结果表明：1．以牛粪堆肥作为天然厌氧微生物来源，采取先煮沸菌源溶液15min，接着曝气2h的预处理方法，产氢能力达N3．5molHffmol蔗糖。用蔗糖和玉米秸秆的混合物作为菌种培养基质，以菌龄为18个小时的菌种作为种子源接种到生物反应器中，菌种的延迟时间大大缩短为4个小时。玉米

3、秸秆经过爆破、浸泡、酸解的预处理方式，比产氢速率最高达到为220ml／g秸秆，约是未处理玉米秸秆产氢能力的47倍。2．根据发酵液有机负荷COD的变化，为了维持玉米秸秆被降解为有机物和有机物转化为氢气的平衡，在玉米秸秆将被完全降解时即补充新鲜的物料，以满足菌种的代谢平衡，同时维持较高的产氢速率。所以我们确定进料方式为半连续方式，为防止营养物质被消耗殆尽每隔12个小时进料一次，即物料停留时间为12小时，并及时地移走代谢产物以保证菌种的良好生长条件，延长菌种稳定期，稳定期菌种的最高浓度为3．81朝。3．得到3

4、0立升生物制氢反应器中适宜控制参数：反应温度为36±l℃、反应pH值5．O～5．2、搅拌转速为100r／min、最佳秸秆浓度范围为12～159／l、进料时间间隔12h。在最佳工艺条件下可持续产氢，最高产氢速率达到433ml／(1xh)，最高比产氢率为220ml／g秸秆，生物气中最高氢浓度61％，实验效果良好。检测结果显示发酵类型为丁酸型发酵。关键词：生物制氢；厌氧发酵；牛粪堆肥；玉米秸秆；放大实验郑州人学硕七学位论文AbstractThereductionofenergyresourceandthepo

5、llutionofenvironmentaretwogreatproblemstOhumanbeing．Comparingwiththeotherfossilfuel，hydrogenisanideal，cleanandsustainableenergyresourceforfuture．Ithasmanyadvantagesasfollows：llighenergydensity，highheatconversion，lowcostoftransportation，andnorecontaminati

6、on．Biologicalhydrogenproductionprocesses，includingphotosynthesisandanaerobicfermentation，aleenvironmentallyfriendlyandlessenergyintensivecomparedtochemicalprocesses．Betweentwobiologicalprocesses，fermentativeprocessthatuseswiderangeoforganicsubstancesiste

7、chnicallysimplerandmoreattractivethanphotosyntheticprocess．Thefermentativebio—hydrogenprocessisenvironmentfriendlyandreachestwoaims：gettingridofwastesandemittinghydrogen．Soitmusthaveagoodfuture．Inthepresentstudy，takingcornstrawassubstrate，thescale-upexpe

8、rimentofbio—hydrogenproductionbyCOWdungcompostin301itrereactorbasingonshakingcultureandsmall-scaleexperimentWascarriedout．WegotthesignificantstudyresuIts．Theresultsshowed：1．Themethodofenrichingandculturingnaturalanaerobicm