活性污泥中产氢细菌的筛选及其产氢特性研究

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1、活性污泥中产氢细菌的筛选及其产氢特性研究摘要能源短缺以及由能源生产、消费引起的环境污染问题成为21世纪人类面临的两大难题，寻找清洁能源已是当前的紧迫任务。H2因其无色、无味、无毒且燃烧后仅生成U20而被认为是理想的清洁能源。生物制氢是通过微生物发酵或者光合作用，在生理代谢过程中产生分子氢。暗发酵细菌产氢是一种具有直接应用前景的生物制氢技术，其反应在常温常压、接近中性的温和条件下即可进行，而产氢研究的热点之一就是高效暗发酵产氢细菌的筛选。本文以木薯淀粉废水厌氧处理过程中的活性污泥为对象，探讨酸处理(不同酸处

2、理pH值和不同酸处理时间)对污泥产氢性能和发酵特性的影响。以期获得适宜的酸处理条件，为降低处理能耗和相关技术研发提供参考依据。厌氧活性污泥经过酸处理后，发酵产氢活性均得到增强。最佳的酸处理条件为调整污泥pH为4．0放置O．5h，以葡萄糖为碳源，在初始pH为7．0条件下，经过48h发酵，污泥的产气量和产氢量最高，比空白对照分别增加了14．0％和60．3％。再利用三层平板厌氧培养技术，从活性污泥中成功分离筛选到一株暗发酵产氢细菌D2。16SrDNA基因序列测定表明，D2属于梭菌属。Clostridiumsp．

3、D2的产氢现象一般发生在细胞生长的对数期的前期和中期；分析了pH值、碳源、起始糖浓度等因素对细菌产氢活性的影响，确定该菌株间歇发酵产氢的最佳条件为：在培养液初始pn为7．O，葡萄糖浓度7．0g／L时有较高的产氢能力，为213±1lmLH2／g葡萄糖。菌株D2有较低的最适生长、产氢的葡萄糖底物浓度，可减少发酵产氢的成本；其发酵产氢在初始pH为中性条件时即可获得较高的产氢量，也能大大提高菌株的使用。研究为优化该菌株产氢条件，并提高产氢性能奠定了基础。关键词：木薯淀粉厌氧污泥酸处理分离鉴定产氢特性ISoLATI

4、oNANDCHARACTEIUSTlCSoFBIoHYDRoGEN·PRODUCINGBACTEIUUMFRoMACTI、厂ALTEDSLUDGEABSTRACTInthe21stcentury,humanbeingsarefacing、析mtwoproblems—energyshortageandenvironmentalpollution．I-12isconsideredanidealcleanenergy,becauseofitscolorless，odorless，non-toxicandcomb

5、ustionproducts．MicroorganismCanproduceHEthroughthemetabolism，whichisnon-pollutionandlowcost．Hydrogen-producingreactionofdarkfermentativebacteriaCanhappenundernormaltemperature，normalatmosphericandneutralconditions，thereforeitisapromisingbio—hydrogenproduc

6、tiontechnology．Screeningbiohydrogen-producingbacteriahasbeenhotspot．Toobtainappropriateacidtreatmentconditions，reduceenergyconsumptionandprovidereferencetotherelatedtechniques，theeffectofacidtreatment(pHvalueandtime)oncassavastarchactivatedsludgeforhydrog

7、enproductionwereinvestigated．TheactivityoftreatedsludgeWashigherthanthatoftheuntreated．ThebestconditionwaspHat4．0for0．5h．WithglucoseforcarbonsourceandinitialpHat7．0，sludgeyieldedthegreatestgasproductionandhydrogenproductionafter48hfermentation．Comparedwit

8、hblank,itincreased14．O％and60．3％，respectively．Theanaerobictrainingtechniqueswereadoptedforbacteriascreening，16SrDNAgenesequencedeterminingandtraitsofbiohydrogen-productingbacteriadetermining．Accordingtotheexperimenta