一、混合菌种非固定化技术制氢反应器产氢效能（论文文献综述）
王瑞兴,钱春香,袁晓明[1]（2013）在《发酵制氢微生物与高效发酵途径的研究进展》文中提出近年来发酵生物制氢技术在国内外备受关注,如何确保稳定、持续、高效的产氢效率和产氢速率成为生物制氢研究的重要方向。文章结合国内外最新研究进展,从微生物发酵产氢的菌种种类、复合方式、固定方法,以及发酵制氢途径等方面进行阐述如何提高产氢效率和产氢速率,并对生物发酵制氢在未来的发展方向进行了分析和展望。
曹逸坤[2]（2013）在《生物制氢系统固定化载体的选择与应用研究》文中提出由于化石能源的消耗,全球的环境问题变得异常突出,气候的多变性以及温室效应都不可忽视,因此新能源的开发是如今全球每一个工业化国家都迫切希望的。氢能作为一种无污染且又能带来巨大能量（122kJ/g）收益的新能源引起了全世界的关注。厌氧生物制氢技术凭借着其利用废水作为有机底物,发酵生产氢气,可有效地减少对环境的污染。为了能够推动生物制氢技术在工业化的发展,对于制氢工艺的优化如今也变得越来越重要,无论是菌种的筛选、反应器的优化、发酵代谢条件的强化都是亟待研究的方面。为了研究固定化技术对于生物制氢工艺的影响,本文以连续流槽式CSTR反应器作为反应装置,以糖蜜废水作为有机发酵底物,对悬浮生长和固定化强化的活性污泥生物制氢系统进行比较。在悬浮生长的生物制氢系统中,研究发现,容积负荷的冲击会对反应器内部污泥生物量造成极大的影响,当控制水力停留时间HRT=4h时,生物量MLVSS从14.48g/L降低至了7.86gm。伴随着污泥流失生物量的减少,反应器内部的代谢速率受到了抑制,产氢能力也只有1.9624L/d。而当确定HRT=6h,温度35℃,有机负荷OLR=16kgCOD·m-3·d-1之后,反应器进入了持续稳定的乙醇型发酵阶段,此时在pH值=4.0-4.5,氧化还原电位ORP=-430mV,最高产氢量可达6.258L/d,反应器内部的化学需氧量COD去除率最高达到30%。在固定化生物制氢系统的对比中,试验选用了活性炭颗粒、沸石颗粒、生物瓷环三种不同的固定化载体对活性污泥进行强化。固定化技术对于生物制氢工艺最大的优点就是利用固定化载体的吸附能力与物理性质有效地改善了反应器内部混合菌种对于生物制氢优势环境的适应能力,从强化产氢菌生长代谢能力上对发酵制氢系统起到了优化。研究表明：在控制HRT=4h,有机负荷OLR=36kgCOD·m-3·d-1的情况下,固定化系统能够持续高效的产氢,生物量MLVSS也不会因容积负荷的增加造成反应器内部的污泥流失；此外,根据不同固定化载体的物理特性,还能进行多方面的再次优化。在活性炭颗粒固定化制氢系统中,活性炭颗粒可以有效的改善负荷冲击对于CSTR反应器带来的影响,并且利用活性炭的耐酸性质,改善酸化环境对于产氢菌代谢生长的抑制作用。研究发现在温度为35℃,水力停留时间（HRT）为4h,进水COD为6000mg/L时,其最大产氢量可达到12.06L/d；此外,反应器内部的耐酸性能良好,pH值最低可达3.42,而且在载体颗粒物的作用下,生物量活性保持良好,COD去除率也可高达40%。在沸石颗粒固定化系统中,利用沸石的耐热耐酸性,还能够给固定化发酵制氢工艺带来高温发酵的制氢收益。研究发现：控制温度35℃,水力停留时间（HRT）=4h, pH=3.6-3.8,OLR=36kgCOD·m-3·d-1的情况下,最大产氢量为10.81L/d；而控制温度700C,最大制氢量可达12.39L/d。沸石颗粒有效地改善了温度对于反应器内部发酵平衡的影响,还利用其耐热的物理性质,在保护原嗜温产氢菌生长的基础上,促进了嗜热产氢菌的生长。在生物瓷环固定化制氢系统中,生物瓷环凭借其大规格、高吸附耐热性以及强大的净水性能是最受关注的一种载体。试验的结果也证明了这一点,在控制温度为35℃,HRT=3h,有机负荷OLR=48kgCOD·m-3·d-1的情况下,反应器还能够进行乙醇型发酵,产氢量为13.48L/d；而在HRT=4h,OLR=36kgCOD·m-3·d-1的操控条件下,产氢量为17.16L/d,相比其他两种载体,生物瓷环固定化技术能够提供更高的吸附能力增强污泥的抗冲击能力,并且利用其耐酸耐热的能力,可以在pH=3.60,温度=70℃的情况下继续优化反应器的产氢能力,最高产氢量达18.96L/d,COD去除率也高达50%。
王东阳[3]（2011）在《有机废水乙醇型发酵产氢系统快速启动及其生物强化研究》文中指出由于生物制氢技术具有清洁无污染和可再生性等优点，被普遍认定是符合低碳战略和可持续发展战略的一种新型生物技术。在生物制氢技术中，发酵法生物制氢因稳定性好、产氢能力高而具有更好的工业化前景。乙醇型发酵产氢是一种新发现的混合培养发酵法生物制氢方法。本文围绕着乙醇型发酵产氢过程的快速启动和生物强化进一步提高产氢效能开展研究，以期为生物制氢技术的工业化提供技术依据和理论支撑。采用糖蜜废水作为有机碳源，利用连续流完全混合搅拌槽式反应器（CSTR），探讨了乙醇型发酵和丁酸型发酵产氢过程的差异，证实了前者具有更优的产氢特性。通过探讨乙醇型发酵产氢过程的快速启动、控制方法及控制参数，以及系统的运行稳定性，表明以控制有机负荷（OLR）为主，以pH值监测和调节为辅助的手段能够较快地形成乙醇型发酵类型。实验结果表明，接种活性污泥量（以VSS计）为17.7g/L，温度为35℃，HRT为6h，当厌氧发酵产氢系统的pH降低到3.2时，产乙醇菌群受到的抑制程度是最小的；当发酵产氢系统的pH恢复到4.6时，产乙醇菌群的代谢活性恢复较快，通过调节进水COD浓度（启动初期4000mg/L下降到2000mg/L），并以调节系统pH值为辅助手段，厌氧发酵制氢系统可在11d左右完成乙醇型发酵的快速启动。利用颗粒活性炭的吸附性能，对CSTR生物产氢反应器的活性污泥进行固定化，形成完全混合生物膜法制氢工艺。在连续流运行过程中，获得了不同的产酸发酵类型及产氢能力。丁酸型发酵和乙醇型发酵适宜的pH值范围分别为4.44.7和4.04.2，ORP范围分别为－200－350mV和－330－350mV。乙醇型发酵获得的最大产氢速率为3.9m3/（m3·d），氢气含量56%，优于丁酸型发酵。冲击负荷实验表明，COD有机负荷从正常运行时的40kg/（m3·d）降低到12kg/（m3·d），运行7d后，再提升到28kg/（m3·d）的过程中，系统的pH值虽然下降至3.2，但是恢复正常的底物供给时，系统pH值很快恢复至4.5左右，氢气含量从17%上升到48%，产气量增加30%。这说明完全混合生物膜法制氢工艺具有良好的缓冲性能及运行稳定性。采用高效产氢菌种对CSTR产氢系统实施生物强化，确定了连续流发酵法产氢工艺的最佳生物强化控制参数和高效菌种的投加技术。研究表明，系统在一定控制条件下达到稳定运行状态，在有机负荷为12kgCOD/（m3·d）、投加菌种量为5%的条件下，系统生物强化作用后的平均产气能力和平均产氢能力比生物强化处理前分别提高了12.9%和18%。而且，生物强化作用进一步提高了反应系统的运行稳定性。
岳莉然[4]（2011）在《以赤糖为基质的生物制氢生态系统与工艺》文中研究表明当今世界矿质能源储备的消耗和持续的环境污染,已经成为全球亟待解决的重要问题。氢气作为高效和可再生的清洁能源,越来越被人们所接受,引起人们的广泛关注。氢气的制取技术的开发及其作为能源的利用,必将带来显着的环境生态效益、社会效益和经济效益。其中生物制氢技术已经逐渐被各国政府和科学家们重视。厌氧发酵生物制氢技术中不同底物及其不同浓度对产氢菌的产氢效能具有重要作用,选择成本低廉的底物也是目前研究的重点。而糖类又是在众多可用底物中最易被利用来制氢的。赤糖作为成品糖具有溶解性好、价格低、且成分中含有维生素和微量元素,是可用于生物制氢的化合物。本文依据厌氧发酵生物制氢的产氢机理,以赤糖为基质分别采用间歇培养方式和连续流培养方式对纯菌种和微生物混合培养的厌氧发酵制氢进行试验研究。围绕不同底物的筛选及以赤糖为基质的发酵法生物制氢反应器的启动和载体强化,并通过对影响生物制氢反应器的个别生态因子的控制,研究厌氧生物制氢反应器内群落的演替情况。研究结果表明,对于不同种类单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖）,分别取浓度为5g/L和10 g/L,不同单糖之间的氢气产量差别较小,但是底物浓度对氢气产量影响很大；产氢量最大的是10 g/L的半乳糖,产氢量为4072 mL/L,产氢量最小的是5g/L的果糖。蔗糖为双糖,其水解形成葡萄糖和果糖,转变成糖酵解途径的中间产物而进入糖酵解途径,以20g/L的葡萄糖和蔗糖为底物,葡萄糖为底物时产氢菌的产氢量（1.2 L/L）小于蔗糖为底物时的产氢量（1.42 L/L）。以赤糖浓度为20 g/L作为试验的底物浓度,研究产氢菌利用赤糖作为发酵底物时其发酵产氢工艺,发酵时间为60 h。实验发现不同发酵阶段,氢气的产量变化也不同。用可以做发酵产氢间歇试验底物的赤糖为CSTR底物来启动连续流生物制氢反应器（CSTR）。反应初期化学需氧量COD为4000 mg/L,系统内以丁酸菌群为主,为丁酸发酵型,产氢量降低后升高,生物量逐渐降低,由于液相发酵代谢产物增加导致pH值逐渐降低,当反应器运行到25 d时乙酸产量减少,乙醇产量增加,转变为乙醇型发酵,且此时产氢量增加,生物量也达到最高,这说明乙醇型发酵是此反应的最佳发酵产氢途径。反应中期化学需氧量COD为3000 mg/L,32 d以后总产酸量减少,pH值升高,液相末端产物中乙醇所占比例下降,丙酸成为占比例最高的液相产物,发酵类型为丙酸型发酵,生物量下降,菌群活性减弱,产氢量也随之下降。反应后期36 d～40 d时化学需氧量COD为1000 mg/L,之后41 d～45 d化学需氧量COD恢复为5000mg/L,这段时期各项参数均呈下降趋势,化学需氧量COD升高并未使生物活性和产氢量提高。采用活性炭颗粒对曝气条件下预处理的活性污泥进行固定化,以赤糖为底物,启动CSTR反应器。活性污泥固定化系统在COD为2000～6000mg/L条件下运行、水力停留时间（HRT）6小时,温度为（35℃±1）C,当pH值和氧化还原电位范围分别为3.4～4.8和-335～-422时,液态发酵产物为乙醇、乙酸与少量丙酸、丁酸和戊酸。11 d以后,乙醇和乙酸占液相产物总和的比例为72%,形成稳定的乙醇型发酵。化学需氧量（COD）的去除率最高达到66%,最后稳定在17%,。这显示载体强化条件下的CSTR生物制氢系统既有较高的产氢量,又有高强度有机废水处理能力。赤糖为底物的活性污泥生物制氢生态系统中的生态因子如pH、ORP的改变可以引发不同的发酵类型。当pH稳定在5.2～5.5时,发酵末端产物主要是丁酸和乙酸,表现为典型的丁酸型发酵。丁酸型发酵细菌的生态位与环境相符合,成为优势菌群。当pH稳定在3.8～4.2一段时间后,发酵产物以乙醇、乙酸为主,发酵类型转至乙醇型发酵,并持续较长时间,表现出乙醇型发酵的良好稳定性。ORP基本稳定在-350 mV～-400 mV,属于典型的丁酸型发酵；之后,丁酸和乙酸的含量逐渐降低,相反,乙醇的含量迅速增加,最大甚至达到411 mg/L,稳定在乙醇型发酵。
焦安英[5]（2011）在《甘蔗压榨汁制氢系统的工程控制对策及其微生物群落研究》文中研究说明人类社会的经济发展、工业进步都离不开能源。化石能源的开发和利用给人类的生存环境及健康都带来了危害,因此,清洁、可再生能源的开发和应用成为当今世界需要迫切解决的问题。氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,被认为是最具发展潜力的新型能源,已逐渐成为能源界关注的热点。生物制氢作为一种可利用生物质进行能源开发和再生的技术具有极大的研究和应用前景。发酵法生物制氢技术的产业化,开发可被微生物高效利用的原料、提高系统的产氢稳定性以及产氢连续性仍是该技术需要解决的关键问题。本研究建立了以甘蔗压榨汁为产氢基质,以厌氧污泥为产氢菌种的厌氧发酵生物制氢系统。对影响发酵系统产氢效能的一系列生态因子进行调控,优化工程控制参数,针对提高该系统的产氢能力,进行了深入的研究。运用分子生物学手段,对发酵产氢系统的微生物群落动态进行了监测分析。在厌氧发酵生物制氢过程中,反应器启动困难是其工程应用的制约因素,本文分别对启动容积负荷和污泥预处理对反应器启动的影响进行了探讨。实验结果表明,初始容积负荷的高低对生物制氢反应器的启动具有决定性作用,以6.0kgCOD/m3·d为初始容积负荷进行启动时形成了丁酸型发酵类型。启动初期的有机负荷不易过高,否则,系统的pH值在启动初期会急剧下降,造成反应系统的过度酸化状态,最终导致反应器启动的失败。好氧污泥和加热预处理污泥都可用于生物制氢反应器的种泥。以好氧污泥进行启动时,在启动25d后,乙酸与丁酸占总量的百分数在72%～83%之间波动,逐渐形成以丁酸和乙酸为主要发酵产物的丁酸型发酵。产氢速率最大值为8.04 L/d。在以加热预处理污泥进行启动时,到20d之后形成乙醇与乙酸含量超过80%的乙醇型发酵类型,最高产氢速率为16.11 L/d。启动实验结果表明,污泥的种类和预处理形式是某一发酵类型形成的关键因子,乙醇型发酵类型相对于丁酸型发酵而言,生物气产量及产氢量都相对较高,从而说明微生物对于环境条件的改变,尤其是有机负荷的提高具有较好的适应能能力,进而说明乙醇型发酵系统具有更好的产氢稳定性。在生物制氢反应器中,提高容积负荷在一定程度上能够提高系统的产气产氢速率,但是当容积负荷超过系统的承载能力时,部分微生物会由于生境的变化较大而被淘汰出反应器,导致系统的COD去除率下降和产气产氢速率的大幅下降,最终致使作为生物制氢的反应系统的崩溃。金属元素在微生物生命活动中具有重要的作用,向连续流发酵产氢系统中投加适量的Fe2+和Mg2+有助于加快系统的产氢速率。对于乙醇型发酵反应系统,当容积负荷提升至超过系统产氢效能承载后,系统产氢行为几乎停滞,如果能够及时调整降低进水的有机负荷,生物制氢系统可以恢复产氢行为。对产氢产酸发酵系统中丁酸型发酵系统的实验研究表明,稳定运行的容积负荷不易高于20kgCOD/m3·d。甘蔗渣制氢间歇实验中,在初始pH值为8.5时,获得最大累积产氢量,当发酵温度为35℃时,呈现最佳发酵产氢效果。对反应器在启动期的运行特性进行分析,在启动期各种挥发酸的含量都较高,呈现混合酸发酵,初始生物量较低,随着反应器的运行逐渐增加并稳定。乙醇型发酵产氢系统与丁酸型发酵产氢系统比较,在运行稳定性和平均产氢能力方面乙醇型发酵产氢系统表现更好,在工程控制方面乙醇型发酵优于丁酸型发酵,因此通过参数的调控形成特定的乙醇型发酵类型有利于提高系统的产氢效能。对乙醇型发酵的微生物菌群进行动态分析,活性污泥中的优势菌以梭菌和产乙醇杆菌为主。
姚静[6]（2010）在《生物载体固定热解糖厌氧芽孢杆菌W16及产氢效能研究》文中研究表明生物制氢技术以清洁性和经济性被认为是最具潜力的新能源之一。在连续的制氢过程中产氢菌体易流失,为建立长期稳定运行的制氢系统,除筛选高效产氢菌种外,生物量的保持成为生物制氢取得高效率的关键。目前主要采取固定化技术实现这一目的,其优点是能够提高单位体积的生物量及制氢稳定性。目前所用载体虽机械强度和生物相容性好,但比重大、回收利用困难,在稳定性、力学性能及处理效果等方面存在一定不足,研制开发新型固定化载体成为发展趋势。菌丝球是霉菌Aspergillus niger Y3在发酵过程中由菌丝体缠绕形成的一种微生物颗粒,其表面布满了网状空隙,具有多孔及表面积大的特点利于传质;表面的官能团利于细菌的粘附;营养需求简单、成球条件宽泛;生长迅速、代时短,生产成本低,所以将菌丝球作为一种新型生物载体将具有十分广阔的应用前景。本实验采用霉菌菌丝球作为生物载体固定Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum W16,研究霉菌菌丝球投加量、霉菌菌丝球培养时间及霉菌菌丝球大小对固载效果的影响。基于单因素试验结果采用响应曲面法（RSM）对影响固定化效果的三个关键因素进行优化以获得最大的产氢量,并对影响产氢量的关键因子进行研究和分析,寻求多因素系统中霉菌菌丝球对T. thermosaccharolyticumW16固定的最佳优化条件。在上述最优固载条件下采用连续搅拌槽式反应器（CSTR）反应器进行连续流制氢试验,进一步对霉菌菌丝球固定W16的连续流产氢特性进行研究。当稀释率为0.0775h-1、搅拌速率200rpm/min时固定化产氢反应器具有较高的产氢能力,在50h后累积产氢量逐渐高于非固定化产氢系统,氢气累积产量6292mL,与非固定化产氢系统5790mL相比提高8.7%。填加生物载体的产氢反应器具备良好的缓冲性能,加速了反应器的启动,稳定运行时固定化连续流反应器产氢速率平均98.39mL/L h高于非固定化连续流反应器单位体积产氢量83.91mLH2/L h,提高17.3%。固定化连续流反应器生物量在0.6960g/L 0.8157g/L,高于非固定化反应器生物量0.6413g/L 0.7754g/L。
张川[7]（2010）在《光合细菌生物膜制氢反应器传输与产氢特性》文中进行了进一步梳理当今世界经济的发展强烈依赖于以化石燃料为主的能源供应,然而这些资源并非是取之不竭的。能源持续紧张,国际石油价格大幅振荡,不断攀升,能源短缺问题日益成为困扰社会和经济发展的首要问题,同时化石能源的开采和应用对环境造成了严重破坏,特别是产生的CO2引起的温室效应带来的极端和异常气候变化、氮氧化物和SO2带来的酸雨等问题严重地威胁着地球和人类的可持续发展。我国是一个能源资源相对贫乏的国家,特别是石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的7.7%和7.1%。因此开发可再生的生物能源对于促进可持续社会的发展具有重要意义。氢气在所有已知能源中具有最高的单位质量能量密度,并在通过电化学或者燃烧的能量转化过程中不释放危害环境的产物,因此成为最具潜力的清洁可再生能源。2007年4月国家颁布能源发展“十一五”规划更明确指出将氢能开发作为我国今后重点的前沿发展技术之一。目前广泛采用的传统制氢方法一方面仍消耗化石能源,另一方面对环境造成破坏。太阳辐射能是目前世界储量最大的可再生能源。采用光合细菌的光生物制氢技术反应条件温和,可以把太阳能利用与有机污染物降解耦合起来,完美解决了能源需求和环境保护之间的矛盾。采用细胞固定化技术实现连续化的产氢是光生物制氢付诸实际的基础。生物膜和包埋这两种细胞固定化方法已经应用于生物制氢的研究。采用该技术可提高制氢反应器单位体积内的生物量、反应器内细菌的环境耐受力、以及产氢速率和生物降解速率。然而包埋方法由于传质阻力大、透光性差以及机械强度差的缺点不利于反应器长期运行。本文采用生物膜细胞固定化技术,分别从提高反应器中的生物持有量、强化传质和提高光能转化效率出发,构造了微槽透光板式光生物制氢反应器、环流形光纤生物膜反应器和光纤束生物膜制氢反应器等三个能够高效连续产氢的新型光生物制氢反应器。实验研究了不同操作条件下上述光生物制氢反应器的产氢速率、底物消耗速率、产氢得率和光能转化效率等特性和变化规律。通过微槽透光板式光生物制氢反应器与普通平板生物膜光生物制氢反应器的对比实验发现,由于微槽道结构可以提高反应器的比表面积进而增加了反应器的生物持有量,同时微槽道的起伏结构又可以增加反应器主流区和生物膜区域之间的对流传质系数,底物和产物传输的增强使得生物膜区域可维持较好的微生态环境。另外微槽道还可以增强光照在生物膜区域的散射,从而提高该区域的光照均匀性,使得生物膜区域内的微生物具有更高的光能转化效率。在相同的实验条件下,微槽透光板式光生物制氢反应器的产氢速率、产氢得率系数和光能转化效率分别达到3.816 mmol/m2/h, 0.75 molH2/molglucose和3.8%,比普通平板反应器产氢速率提高约75%。微槽道的结构形式可以为生物膜方法光生物制氢反应器的载体改良提供参考。本文首次将生物膜细胞固定化技术与导光载体相结合构造了环流形光纤生物膜制氢反应器,用于解决目前光生物制氢反应器存在的实现细胞固定化和增强反应器导光性之间的矛盾。通过实验研究发现该反应器在入射光波长为530 nm光纤表面光强度为4.15 W/m2的条件下,反应器的光能转化效率和产氢速率得到显着提高,分别达到47.9 %和0.83 mmol/g cell/h。在实验研究的基础上建立了环流型光纤生物膜制氢反应器中底物传输与消耗的数学模型,分析了外界操作因素对该反应器内质量传递和底物降解的影响规律,理论预测值与实验值基本吻合。在此基础上构造的光纤束生物膜制氢反应器实现了反应器的内容积空间的充分利用并获得了反应器内均匀的光强分布。在模拟自然光照的实验条件下得到了当光照强度为5.1 W/m2时,反应器的产氢速率和光能转化效率分别达到0.6 mmol/L/h和3.64%。固定化技术是当今生物工程领域中的研究热点,但关于固定化细胞光生物制氢反应器中传输特性的研究还极少进行,本文的研究工作将促进对固定化细胞光生物制氢的传递及产氢的强化机理和规律的认识,解决固定化细胞技术中的传输限制性问题和光生物制氢反应器内光能利用率低、产氢率低等问题,为新型高效规模化光生物制氢反应器的开发和应用奠定基础,具有重要的学术价值和工程实际意义。
周雪花,申翔伟,李刚,荆艳艳,张全国[8]（2009）在《太阳能光合生物连续制氢系统的能量平衡研究》文中指出介绍太阳能光合生物连续制氢系统的组成结构和基本工作原理,依据能量守恒定律提出光合生物连续制氢系统的能量平衡模型及其分析方法,指出该系统的能量有效利用率小于17.5%,进一步从太阳能辐射的光谱耦合技术、高表面积比的光合生物反应器结构、迅速搅拌技术、均匀分散光照技术、光合细菌和藻类生物混合培养技术和微生物浓度优化等方面探索了提高光合生物连续制氢系统能量利用率和节能减耗途径,为推进光合生物制氢技术应用的工业化进程提供科学参考。
王淑静[9]（2009）在《发酵法生物制氢系统接种污泥预处理方法及效果研究》文中研究说明在后续能源中,氢气被认为是未来理想的“绿色能源”。氢气的制取方法有多种,生物制氢以其可循环再生和环境友好的突出特点备受世人关注。而以混合菌种,即厌氧活性污泥为基础的发酵法生物制氢,发展迅速,成为最有可能首先达到工业化生产的生物制氢技术。目前微生物厌氧发酵产氢存在的主要问题是产氢过程不稳定,产氢量低。对产氢污泥方面进行研究,考察污泥预处理对污泥产氢能力的影响,对于快速启动生物制氢反应系统、提高反应设备的产氢效能和运行稳定性均具有重要的研究意义。本研究以易得的污水处理厂的好氧污泥和厌氧颗粒污泥为产氢微生物,首先通过间歇摇瓶实验,对比分析了两种污泥分别在65120℃预处理30 min以及在120℃下分别处理15120 min条件下的葡萄糖发酵产氢特性,结果表明好氧污泥在65℃处理30 min效果最好,厌氧污泥在95℃下处理45 min具有最好的产氢效能。将以上两个最佳热处理条件与其他预处理方法如酸处理、碱处理、CHCl3处理、BES（2-溴乙烷磺酸钠）处理、冲击负荷处理和曝气处理方法进行比较,实验表明经pH值为3的HCl预处理的好氧污泥具有最好的产氢特性,但其传代能力较差;以经过95℃处理45 min的厌氧颗粒污泥作为连续流搅拌槽式发酵制氢反应器（CSTR）的接种污泥,反应器可以提前23 d达到稳定产氢,且氢气含量比种泥未经过预处理的反应器提高6%。为了进一步提高厌氧发酵产清系统的产氢效能,本研究应用响应面法进行了一些生态因子条件的优化,得到平均产氢速率最大时的生态因子条件为:底物葡萄糖浓度15.58 g/L,pH值为7.16,氢气转化率最大时的条件是:葡萄糖浓度12.86 g/L,pH值为6.99,累积产氢量最大事的条件是:葡萄糖浓度12.58 g/L,pH值为6.47。实际操作中可以用来指导反应器的运行。
徐畅平[10]（2008）在《活性污泥厌氧发酵废水产氢的动力学研究》文中提出随着世界经济的发展,各国对能源的需求量与日俱增,然而化石燃料这种不可再生能源却接近枯竭。如果不寻找新型替代能源,人类将难以度过能源危机。氢气作为一种新型清洁能源,因其具有燃烧热值高、体积小、完全无污染等特点,是最佳替代能源。另外,氢气除了可以作为燃料燃烧以外,还可以制造燃料电池提供电能,或者作为化工原料等等。所以,发展氢能源势在必行。在调查国内外研究现状和本课题组前期研究成果的基础上,本研究以活性污泥作为厌氧发酵产氢菌种,以模拟蔗糖废水为基质,研究了间歇操作条件下,主要生态因子对厌氧发酵产氢的影响以及间歇操作条件下的动力学,并对连续流操作条件下的厌氧发酵产氢进行了初探。间歇操作厌氧发酵产氢的控制条件研究的结果表明,在本研究条件下,当把反应器中的初始底物浓度控制在6g蔗糖/L、初始pH在8.0附近时,发酵温度保持在35+1℃附近时,可以获得最好的产氢效果,所得到的最大比产氢量为139.65 ml-H2/g-蔗糖。通过对间歇操作条件下厌氧发酵产氢的动力学的研究,本研究得到以下模型：微生物生长模型、产氢模型、基质消耗模型。其中,产氢速率模型经过了本研究的修正后提高了其对实测数据的拟合度。从各动力学模型分析得出,氢气是偶联型为主的产物。理论上微生物生长的延迟时间为7.828h,微生物最大生长浓度为1.640g/L,最大生长速率是0.2344g/（L·h）。理论上产氢的延迟时间为9.156h,最大产氢量为6981mL,最大产氢速率为845.7mL/h。根据间歇操作厌氧发酵产氢的控制条件研究和动力学研究的结果,将反应温度提高到36+1℃,研究了基础发酵时间和停留时间对发酵产氢的影响后得到最佳基础发酵时间为15h,最佳停留时间为6h,符合动力学分析结果。在本研究条件下所获得的产氢速率可达809.4 mL/h,与动力学模型计算结果接近。最大比产氢速率3.24L-H2/（L-反应器·d）,或3.24L-H2/（g-蔗糖·d）。最大氢气含量可达58.48%,反应器可连续运行10天以上。
二、混合菌种非固定化技术制氢反应器产氢效能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混合菌种非固定化技术制氢反应器产氢效能（论文提纲范文）
（1）发酵制氢微生物与高效发酵途径的研究进展（论文提纲范文）
| 1 生物法制氢技术 |
| 1.1 光合生物制氢 |
| 1.2 发酵生物制氢 |
| 1.3 微生物电解电池制氢和发酵制氢结合 |
| 2 发酵制氢途径 |
| 2.1 传统丁酸型产氢途径 |
| 2.2 新型乙醇型产氢途径 |
| 3 发酵制氢微生物 |
| 3.1 纯菌株产氢 |
| 3.1.1 高效产氢菌的分离 |
| 3.1.2 微生物细胞固定 |
| 3.2 混合菌种产氢 |
| 3.2.1 高效产氢菌混合产氢 |
| 3.2.2 活性污泥混合菌产氢 |
| 4 存在问题及展望 |
（2）生物制氢系统固定化载体的选择与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 生物制氢技术的应用前景 |
| 1.3 生物制氢技术的发展 |
| 1.3.1 光发酵生物制氢技术 |
| 1.3.2 暗发酵法生物制氢技术 |
| 1.3.3 产酸发酵类型的判定 |
| 1.4 厌氧发酵法生物制氢系统工艺的概述 |
| 1.4.1 厌氧发酵产氢菌的产氢途径 |
| 1.4.2 纯培养发酵法生物制氢工艺 |
| 1.4.3 混合菌培养发酵法的生物制氢工艺 |
| 1.4.4 不同底物发酵产氢的研究现状 |
| 1.5 固定化生物制氢技术的发展 |
| 1.5.1 固定化纯菌种制氢 |
| 1.5.2 固定化混合菌种制氢 |
| 1.6 本课题的来源、目的与主要研究方向 |
| 1.6.1 课题的来源 |
| 1.6.2 研究的目的和意义 |
| 1.6.3 主要研究方向 |
| 2 实验装置与方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 连续流反应装置 |
| 2.2 载体材料选择与污泥的强化 |
| 2.3 发酵底物的选择 |
| 2.4 分析检测的方法 |
| 2.4.1 气相末端产物分析 |
| 2.4.2 液相发酵产物分析 |
| 2.4.3 生物量(SS、VSS)的测定 |
| 2.4.4 氧化还原电位(ORP) |
| 2.4.5 化学需氧量COD的测定 |
| 3 连续流悬浮生物制氢CSTR反应器的运行 |
| 3.1 厌氧发酵生物制氢的产氢机理 |
| 3.1.1 利用EMP/ED途径的丙酮酸脱羧作用 |
| 3.1.2 利用辅酶Ⅰ(NADH/NAD~+)氧还平衡调节作用 |
| 3.1.3 “产氢产乙酸菌”的发酵产氢 |
| 3.2 厌氧发酵制氢重要影响因子的分析 |
| 3.2.1 温度对制氢系统的影响 |
| 3.2.2 水力停留时间HRT |
| 3.2.3 pH值的调控 |
| 3.2.4 液相末端产物的变化 |
| 3.2.5 氧化还原电位ORP |
| 3.2.6 COD去除率 |
| 3.2.7 产气量与产氢比率 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 活性炭颗粒载体固定化生物制氢系统 |
| 4.1 固定化污泥的驯化 |
| 4.2 反应器的启动操控 |
| 4.3 活性炭固定化生物制氢系统的产氢效能 |
| 4.4 液相发酵产物与氧化还原电位的变化 |
| 4.5 容积负荷的变化影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 人工沸石固定化载体于生物制氢系统的影响 |
| 5.1 反应器启动运行的准备 |
| 5.2 反应器的启动参数设定 |
| 5.3 产氢量与液相末端产物的变化情况 |
| 5.4 温度对于固定化生物制氢反应器的影响 |
| 5.5 pH值与氧化还原电位ORP的变化 |
| 5.6 COD去除率与污泥活性 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 生物瓷环固定化发酵生物制氢系统 |
| 6.1 反应器启动运行设定 |
| 6.2 产氢效能与COD去除率变化 |
| 6.3 载体强化技术对于pH值的影响 |
| 6.4 有机负荷与ORP的关系 |
| 6.5 液相末端产物的变化 |
| 6.6 三种不同固定化载体的比较 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）有机废水乙醇型发酵产氢系统快速启动及其生物强化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概论 |
| 1.2 生物制氢技术方法 |
| 1.2.1 光合法生物制氢技术 |
| 1.2.2 发酵法生物制氢技术 |
| 1.3 厌氧发酵生物制氢机理 |
| 1.3.1 EMP 代谢过程中丙酮酸脱羧产氢 |
| 1.3.2 NADH/NAD+的“氧化－还原”平衡调控产氢 |
| 1.3.3 产氢产乙酸菌的底物梯级利用产氢 |
| 1.4 厌氧细菌的发酵法生物制氢系统和工艺 |
| 1.4.1 发酵法生物制氢工艺的优势 |
| 1.4.2 混合培养发酵法生物制氢工艺 |
| 1.4.3 纯培养发酵法生物制氢工艺 |
| 1.4.4 发酵产氢系统快速启动研究现状 |
| 1.5 厌氧发酵生物制氢技术的发展现状 |
| 1.5.1 高产氢效率菌种的分离和培养 |
| 1.5.2 厌氧发酵生物制氢的发酵类型 |
| 1.5.3 生物载体强化技术在生物制氢领域的应用 |
| 1.5.4 利用不同基质进行生物产氢的探索 |
| 1.6 生物强化技术的应用现状 |
| 1.6.1 生物强化技术在废水处理中的应用 |
| 1.6.2 生物强化技术在其他领域的应用 |
| 1.7 本课题研究目的意义与内容 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 本课题研究目的和意义 |
| 1.7.3 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验装置及工艺流程 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 接种污泥预处理及高效产氢菌种的来源 |
| 2.2.2 试验废水 |
| 2.2.3 试验采用微生物 |
| 2.2.4 培养基 |
| 2.3 试验分析项目及方法 |
| 2.3.1 液相末端发酵产物测定 |
| 2.3.2 生物量的测定 |
| 2.3.3 发酵气体组分及含量的测定 |
| 第3章 乙醇型发酵产氢过程和快速启动研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 乙醇型发酵产氢的关键影响因素 |
| 3.2.1 温度对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.2.2 pH 值对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.2.3 氧化还原电位对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.2.4 容积负荷率对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.2.5 污泥负荷率对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.2.6 营养条件对乙醇型发酵产氢过程和快速启动的影响 |
| 3.3 乙醇型发酵产氢能力及运行稳定性分析 |
| 3.3.1 乙醇型发酵和丁酸型发酵液相发酵产物的差异 |
| 3.3.2 乙醇型发酵和丁酸型发酵产氢能力的比较 |
| 3.3.3 乙醇型发酵和丁酸型发酵 pH 值的差异 |
| 3.3.4 乙醇型发酵和丁酸型发酵氧化还原电位的差异 |
| 3.4 乙醇型发酵产氢过程快速启动方法 |
| 3.4.1 发酵制氢接种污泥的驯化 |
| 3.4.2 乙醇型发酵的快速启动 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 活性炭载体强化乙醇型发酵产氢效能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非固定化 CSTR 系统的产氢运行操作 |
| 4.2.1 提高有机负荷的方法 |
| 4.2.2 pH 值的变化规律 |
| 4.2.3 氧化还原电位的变化规律 |
| 4.2.4 COD 去除率的变化规律 |
| 4.2.5 液相末端产物的变化规律 |
| 4.2.6 产氢量 |
| 4.3 固定化 CSTR 系统的产氢运行效能 |
| 4.3.1 CSTR 反应器的启动 |
| 4.3.2 反应器的稳定运行 |
| 4.3.3 微生物悬浮培养与附着培养的差异 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 乙醇型生物产氢的生物强化过程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生物强化的主要控制参数的确定 |
| 5.2.1 菌种投加时期的确定 |
| 5.2.2 水力停留时间的确定 |
| 5.2.3 高效产氢菌种的确定 |
| 5.2.4 菌种投加方式的确定 |
| 5.2.5 高效产氢菌种的生物强化作用 |
| 5.3 生物强化的作用效果分析 |
| 5.3.1 生物强化前反应器的运行状态 |
| 5.3.2 生物强化对产气速率的影响 |
| 5.3.3 生物强化对液相末端发酵产物的影响 |
| 5.3.4 生物强化对 pH 值的影响 |
| 5.3.5 生物强化对氧化还原电位的影响 |
| 5.3.6 生物强化对产氢系统影响的综合分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）以赤糖为基质的生物制氢生态系统与工艺（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢能与生物制氢技术的研究现状与应用前景 |
| 1.2.1 氢气的制取方法 |
| 1.2.2 生物制氢技术 |
| 1.2.3 发酵法生物制氢技术 |
| 1.3 厌氧发酵产氢机理 |
| 1.3.1 细菌产氢发酵的生物物化机理 |
| 1.3.2 复杂有机物的厌氧降解阶段 |
| 1.4 发酵法生物制氢微生物生态 |
| 1.4.1 生态位与产氢群落结构 |
| 1.4.2 发酵类型与产氢群落结构 |
| 1.4.3 产氢群落结构的分析方法 |
| 1.4.4 影响产氢群落结构的生态因子 |
| 1.5 生物载体强化技术在生物制氢领域的应用 |
| 1.6 本课题的目的、意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 目的意义 |
| 1.6.3 课题的主要研究内容 |
| 2 试验装置、材料与方法 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.1.1 培养瓶间歇试验装置 |
| 2.1.2 连续流混合培养试验装置 |
| 2.1.3 污泥驯化试验装置 |
| 2.2 试验仪器与设备 |
| 2.3 试验材料 |
| 2.3.1 试验菌种 |
| 2.3.2 母液培养基成分 |
| 2.3.3 培养基配制 |
| 2.3.4 CSTR的底物 |
| 2.4 化分析项目与方法 |
| 2.4.1 理化分析项目 |
| 2.4.2 微生物细胞干重的测定 |
| 2.4.3 发酵气体中氢气含量的测定 |
| 2.4.4 液相末端发酵产物测定 |
| 2.4.5 氧化还原电位 |
| 2.4.6 生物量的测定 |
| 3 产氢菌发酵产氢的底物筛选 |
| 3.1 不同单双糖对产氢菌发酵产氢效能的影响 |
| 3.1.1 不同单糖发酵产氢的研究 |
| 3.1.2 单糖(葡萄糖)和双糖(蔗糖)发酵产氢的研究 |
| 3.2 不同浓度葡萄糖与赤糖对产氢菌发酵产氢效能的影响研究 |
| 3.2.1 不同浓度葡萄糖与赤糖对产氢菌发酵产氢效能的影响 |
| 3.2.2 以赤糖为底物的间歇培养制氢工艺的研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 以赤糖为底物的CSTR反应器的启动 |
| 4.1 接种污泥的预处理 |
| 4.2 进水COD浓度控制参数 |
| 4.3 反应器运行过程中产氢效能的变化 |
| 4.3.1 反应器运行过程中产氢量的变化 |
| 4.3.2 反应器运行过pH的变化 |
| 4.3.3 反应器运行中液相末端发酵产物的变化 |
| 4.3.4 反应器运行过程中pH对产氢量的影响 |
| 4.3.5 反应过程中生物量的变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 以赤糖为底物污泥固定化的CSTR反应器的启动 |
| 5.1 反应器运行过程中COD的变化 |
| 5.2 反应器运行过程中产气量和产氢量的变化 |
| 5.3 反应器运行过程中液相代谢产物的变化 |
| 5.4 反应器运行过程中pH值的变化 |
| 5.5 反应器运行过程中ORP的变化 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 赤糖厌氧发酵制氢人工生态系统的生态因子改变 |
| 6.1 生态学意义上的厌氧发酵制氢系统 |
| 6.2 赤糖厌氧发酵制氢系统的生态因子的改变 |
| 6.2.1 生态因子pH值的改变 |
| 6.2.2 生态因子ORP的改变 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）甘蔗压榨汁制氢系统的工程控制对策及其微生物群落研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 生物制氢技术的研究现状及发展 |
| 1.2.1 生物制氢技术的发展 |
| 1.2.2 产氢微生物及分析方法 |
| 1.2.3 发酵法生物制氢的经典发酵类型 |
| 1.3 本课题的研究目的和意义 |
| 1.3.1 本课题的研究目的意义 |
| 1.3.2 本课题的主要研究内容 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验装置与材料 |
| 2.1.1 连续流实验装置 |
| 2.1.2 间歇实验装置 |
| 2.1.3 实验底物 |
| 2.1.4 间歇实验培养基 |
| 2.1.5 产氢污泥接种与驯化 |
| 2.2 分析项目与方法 |
| 2.2.1 葡萄糖的测定 |
| 2.2.2 产氢微生物细胞干重的测定 |
| 2.2.3 产氢微生物群落动态分析 |
| 2.2.4 氢气含量的测定 |
| 2.2.5 液相发酵产物的测定 |
| 3 发酵制氢反应器的启动与控制对策研究 |
| 3.1 反应器的启动影响因素探讨与工程控制对策 |
| 3.1.1 容积负荷 |
| 3.1.2 接种污泥 |
| 3.2 甘蔗压榨汁制氢系统的自然发酵类型 |
| 3.2.1 丁酸型发酵 |
| 3.2.2 乙醇型发酵 |
| 3.2.3 丙酸型发酵 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于微生物产氢机理的生态因子调控 |
| 4.1 EMP途径产氢 |
| 4.2 产氢产乙酸菌的产氢作用 |
| 4.3 NADH/NAD~+平衡调节产氢 |
| 4.4 高容积负荷下系统产氢效能研究 |
| 4.5 金属离子对系统产氢效能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 甘蔗压榨汁生物制氢系统的调控对策研究 |
| 5.1 生物制氢系统限制因子影响研究 |
| 5.1.1 温度 |
| 5.1.2 pH值 |
| 5.1.3 氧化还原电位 |
| 5.2 甘蔗压榨汁生物制氢系统的工程调控研究 |
| 5.2.1 系统乙醇型发酵的产氢能力分析 |
| 5.2.2 系统丁酸型发酵的产氢能力分析 |
| 5.3 甘蔗渣生物制氢间歇实验研究 |
| 5.3.1 甘蔗渣预处理与污泥接种 |
| 5.3.2 温度对甘蔗渣生物制氢的影响 |
| 5.3.3 初始pH值对甘蔗渣产氢的影响 |
| 5.4 发酵产氢菌株Ethanoligenens sp.R3的产氢实验 |
| 5.4.1 菌株Ethanoligenens sp.R3纯培养产氢特性 |
| 5.4.2 菌株Ethanoligenens sp.R3利用预处理麦草秸秆产氢 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 甘蔗压榨汁生物制氢系统的微生物群落研究 |
| 6.1 产氢微生物群落特征与演替 |
| 6.2 启动期微生物群落生态研究 |
| 6.2.1 启动期反应器运行特性 |
| 6.2.2 制氢系统启动期微生物群落分析 |
| 6.3 系统稳定产氢阶段微生物群落生态研究 |
| 6.3.1 稳定期反应器运行特性 |
| 6.3.2 制氢系统稳定运行期微生物群落分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（6）生物载体固定热解糖厌氧芽孢杆菌W16及产氢效能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 细胞固定化技术及其在生物制氢中的研究进展 |
| 1.2.1 细胞固定化技术简介 |
| 1.2.2 细胞固定化技术在生物制氢中的研究进展 |
| 1.3 菌丝球作为生物固定化载体的研究 |
| 1.4 本课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.4.1 本课题的来源 |
| 1.4.2 本课题的研究目的与意义 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 试验装置 |
| 2.1.2 菌种来源 |
| 2.1.3 霉菌菌丝球Aspergillus niger Y3 培养基的配制 |
| 2.1.4 T. thermosaccharolyticum W16 培养基的配制 |
| 2.1.5 主要仪器和设备 |
| 2.2 分析方法 |
| 2.2.1 发酵气体中氢气含量的测定方法 |
| 2.2.2 液相末端发酵产物的测定方法 |
| 2.2.3 葡萄糖的测定方法 |
| 2.2.4 微生物细胞千重的测定 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 响应曲面法（RSM）的设计和优化方法 |
| 2.3.2 霉菌菌丝球固定高温产氢菌分批培养实验方法 |
| 2.3.3 霉菌菌丝球固定高温产氢菌连续流培养实验方法 |
| 2.3.4 菌丝球直径的测定方法 |
| 2.3.5 霉菌菌丝球孢子悬液的制备方法 |
| 2.3.6 扫描电子显微镜样品的制备方法 |
| 第3章 霉菌菌丝球固载T. thermosaccharolyticum W16 的条件及优化 |
| 3.1 霉菌菌丝球固载T. thermosaccharolyticum W16 的条件 |
| 3.1.1 霉菌菌丝球投加量 |
| 3.1.2 霉菌菌丝球培养时间 |
| 3.1.3 霉菌菌丝球大小 |
| 3.2 霉菌菌丝球固载T. thermosaccharolyticum W16 的条件优化 |
| 3.2.1 响应曲面的试验设计和方法 |
| 3.2.2 RSM数学模型的建立 |
| 3.2.3 RSM曲面分析 |
| 3.2.4 验证实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 霉菌菌丝球固载T. thermosaccharolyticum W16 连续流产氢的特性 |
| 4.1 连续流反应器的运行条件 |
| 4.1.1 稀释率 |
| 4.1.2 搅拌速率 |
| 4.1.3 霉菌菌丝球对T. thermosaccharolyticum W16 吸附效果 |
| 4.2 固定化T. thermosaccharolyticum W16 连续流产氢特性 |
| 4.2.1 固定化连续流培养T. thermosaccharolyticum W16 的产氢能力 |
| 4.2.2 固定化连续流培养T. thermosaccharolyticum W16 菌体生长 |
| 4.2.3 固定化连续流培养T. thermosaccharolyticum W16 pH值变化 |
| 4.2.4 固定化连续流培养T. thermosaccharolyticum W16 葡萄糖利用率 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（7）光合细菌生物膜制氢反应器传输与产氢特性（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 光生物制氢方法国内外研究现状 |
| 1.2.1 光生物制氢类型及基本原理 |
| 1.2.2 直接生物光解制氢系统（光合成生物制氢系统） |
| 1.2.3 间接生物光解制氢系统（光分解生物制氢系统） |
| 1.2.4 光发酵生物制氢系统 |
| 1.2.5 光合细菌产氢的微观生理机理研究 |
| 1.2.6 光合细菌产氢影响因素研究 |
| 1.3 光合细菌制氢反应器研究现状 |
| 1.3.1 光源 |
| 1.3.2 反应器主体 |
| 1.3.3 反应器的性能评价 |
| 1.4 固定化细胞反应器研究现状 |
| 1.5 生物膜反应器模型研究现状 |
| 1.5.1 概述 |
| 1.5.2 生物膜中底物传输与反应子模型 |
| 1.5.3 反应器主流区底物传输子模型 |
| 1.5.4 典型的生物膜反应器传输模型 |
| 1.6 本课题的主要工作 |
| 1.6.1 已有研究工作的不足 |
| 1.6.2 本文主要工作 |
| 1.7 课题研究意义 |
| 2 微槽透光板式光生物制氢反应器产氢和底物降解特性实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微槽透光板式光生物制氢反应器的设计 |
| 2.3 实验材料和方法 |
| 2.3.1 菌种和培养基 |
| 2.3.2 测量方法 |
| 2.3.3 实验装置 |
| 2.3.4 反应器性能评价指标 |
| 2.4 反应器挂膜启动 |
| 2.4.1 挂膜期间反应器葡萄糖消耗速率的变化 |
| 2.4.2 挂膜期间反应器产氢速率的变化 |
| 2.5 连续产氢性能实验 |
| 2.5.1 入射光波长对反应器产氢和底物降解特性的影响 |
| 2.5.2 光照强度对反应器产氢和底物降解特性的影响 |
| 2.5.3 进口底物浓度对反应器产氢和底物降解特性的影响 |
| 2.5.4 流速对反应器产氢和底物降解特性的影响 |
| 2.5.5 实验结果的OLR 分析 |
| 2.5.6 pH 值对反应器产氢和底物降解特性的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 环流型光纤生物膜制氢反应器产氢和底物降解特性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 环流型光纤生物膜制氢反应器的设计 |
| 3.2.1 设计要求 |
| 3.2.2 反应器中的光场分布 |
| 3.2.3 光纤表面挂膜的可行性 |
| 3.3 实验材料和方法 |
| 3.3.1 菌种和培养基 |
| 3.3.2 测量方法 |
| 3.3.3 实验装置 |
| 3.3.4 反应器性能评价指标 |
| 3.4 反应器挂膜启动 |
| 3.4.1 挂膜期间反应器产氢速率的变化 |
| 3.4.2 挂膜期间反应器底物消耗速率的变化 |
| 3.4.3 挂膜成功反应器的可视化照片和扫描电镜照片 |
| 3.4.4 反应器中生物量干重测量 |
| 3.5 反应器连续产氢和底物降解性能实验 |
| 3.5.1 光分布特性对反应器产氢和底物降解性能的影响 |
| 3.5.2 传质特性对反应器产氢和底物降解性能的影响 |
| 3.5.3 底物酸碱性对反应器产氢和底物降解性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 环流型光纤生物膜制氢反应器底物传输与降解模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 物理问题的提出 |
| 4.2.2 底物传输与降解模型描述 |
| 4.3 数值计算方法 |
| 4.4 计算结果与分析 |
| 4.4.1 进口底物浓度对反应器底物降解效率的影响： |
| 4.4.2 流速对反应器底物降解效率的影响 |
| 4.4.3 光照强度对反应器底物降解效率的影响 |
| 4.5 反应器工况预测 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 光纤束生物膜制氢反应器产氢和底物降解特性实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤束生物膜制氢反应器的设计 |
| 5.3 实验材料和方法 |
| 5.3.1 菌种和培养基 |
| 5.3.2 测量方法 |
| 5.3.3 实验装置 |
| 5.3.4 反应器性能评价指标 |
| 5.4 反应器挂膜启动 |
| 5.4.1 挂膜期间反应器产氢速率的变化 |
| 5.4.2 挂膜期间反应器底物消耗速率的变化 |
| 5.5 连续产氢性能实验 |
| 5.5.1 底物浓度对反应器产氢性能的影响 |
| 5.5.2 流速对反应器产氢性能的影响 |
| 5.6 光纤束生物膜制氢反应器与其他反应器光能转化效率的比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 7 后续研究工作展望 |
| 本文创新点简介 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）发酵法生物制氢系统接种污泥预处理方法及效果研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 生物制氢的主要研究方向和现状 |
| 1.2.1 厌氢菌种资源的开发及基因工程技术 |
| 1.2.2 经济原料的开发 |
| 1.2.3 产酸发酵制氢工艺及反应设备的研发 |
| 1.2.4 生物质梯级利用的顺次发酵产氢技术 |
| 1.2.5 影响发酵产氢的生态因子 |
| 1.3 发酵法生物制氢系统的接种污泥及其预处理 |
| 1.3.1 接种污泥的来源及其特性 |
| 1.3.2 污泥预处理方法 |
| 1.4 课题研究意义以及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源及研究意义 |
| 1.4.2 研究的技术路线和主要研究内容 |
| 第2章 试验装置、材料与方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 间歇培养试验装置 |
| 2.1.2 CSTR 反应器试验装置 |
| 2.1.3 其他仪器与设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 试验种泥 |
| 2.2.2 培养基 |
| 2.3 试验分析项目与方法 |
| 2.3.1 主要分析项目 |
| 2.3.2 还原糖的测定 |
| 2.3.3 乙醇和挥发酸的测定 |
| 2.3.4 气体成分测定 |
| 第3章 好氧活性污泥的预处理及其发酵产氢特性 |
| 3.1 热处理温度的筛选 |
| 3.1.1 葡萄糖的降解 |
| 3.1.2 累积产氢量 |
| 3.1.3 液相末端发酵产物 |
| 3.1.4 反应终点的pH 值和生物量 |
| 3.2 热处理时间的筛选 |
| 3.2.1 65℃热处理时间的筛选 |
| 3.2.2 110℃不同热处理时间的效果 |
| 3.3 各种预处理方法对活性污泥发酵产氢的影响与比较 |
| 3.3.1 葡萄糖的降解 |
| 3.3.2 累积产氢量 |
| 3.3.3 液相末端发酵产物 |
| 3.3.4 反应终点pH 和生物量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 厌氧颗粒污泥的预处理及其发酵产氢特性 |
| 4.1 热处理温度的筛选 |
| 4.1.1 葡萄糖的降解 |
| 4.1.2 累积产氢量 |
| 4.1.3 液相末端发酵产物 |
| 4.1.4 反应终点生物量 |
| 4.2 热处理时间的筛选 |
| 4.2.1 95℃热处理时间的筛选 |
| 4.2.2 120℃不同热处理时间的效果 |
| 4.3 各种预处理方法对厌氧颗粒污泥发酵产氢的影响与比较 |
| 4.3.1 葡萄糖的降解 |
| 4.3.2 累积产氢量 |
| 4.3.3 液相末端发酵产物 |
| 4.3.4 反应终点pH 值和生物量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 发酵制氢反应器的启动运行及启动条件优化 |
| 5.1 反应器接种种泥及其预处理方法的确定 |
| 5.2 种泥预处理对反应器启动的影响 |
| 5.2.1 相关控制参数 |
| 5.2.2 产氢效能及运行特征的比较分析 |
| 5.3 启动条件的优化 |
| 5.3.1 底物浓度的影响 |
| 5.3.2 污泥接种量的优化 |
| 5.3.3 利用响应面法优化培养条件 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（10）活性污泥厌氧发酵废水产氢的动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 制氢技术概述 |
| 1.3 厌氧生物制氢技术研究现状 |
| 1.3.1 厌氧生物制氢菌种的研究 |
| 1.3.2 厌氧生物制氢方法的研究 |
| 1.3.3 厌氧生物制氢影响因素研究 |
| 1.3.4 厌氧生物制氢连续流及动力学研究 |
| 1.3.5 小结 |
| 1.4 目前存在的问题 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 第二章 厌氧发酵产氢机理概述 |
| 2.1 EMP途径中的丙酮酸脱羧产氢 |
| 2.1.1 梭状芽孢杆菌型 |
| 2.1.2 肠道杆菌型 |
| 2.2 NADH+H~+的氧化还原平衡调节产氢 |
| 2.3 主要发酵类型 |
| 第三章 实验设计及分析方法 |
| 3.1 间歇操作实验设计 |
| 3.1.1 实验方案 |
| 3.1.2 实验流程 |
| 3.1.3 实验装置 |
| 3.2 间歇反应动力学实验设计 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 实验流程 |
| 3.2.3 实验装置 |
| 3.3 连续流反应实验设计 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 实验流程 |
| 3.3.3 实验装置 |
| 3.4 实验材料 |
| 3.4.1 废水 |
| 3.4.2 菌种 |
| 3.5 实验分析方法 |
| 3.5.1 产气量 |
| 3.5.2 气态产物成分 |
| 3.5.3 pH值 |
| 3.5.4 化学需氧量COD |
| 3.5.5 挥发性悬浮固体MLVSS |
| 3.5.6 糖含量 |
| 3.6 活性污泥预处理 |
| 3.7 实验指标 |
| 第四章 间歇操作发酵产氢控制条件的研究 |
| 4.1 温度对微生物发酵产氢的影响 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 实验结果 |
| 4.2 初始pH值对发酵产氢的影响 |
| 4.2.1 实验条件 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 底物浓度对发酵产氢的影响 |
| 4.3.1 实验条件 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 正交实验 |
| 4.4.1 正交实验设计 |
| 4.4.2 正交试验结论 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 间歇式厌氧发酵产氢动力学分析 |
| 5.1 反应器选择及确定 |
| 5.2 不同搅拌速率对产氢的影响 |
| 5.3 动力学研究 |
| 5.3.1 微生物生长动力学 |
| 5.3.2 产物生成动力学 |
| 5.3.3 基质消耗动力学 |
| 第六章 厌氧发酵产氢连续流操作初探 |
| 6.1 活性污泥培养 |
| 6.2 连续流厌氧发酵产氢操作 |
| 6.2.1 连续流厌氧发酵产氢的启动 |
| 6.2.2 连续流厌氧发酵产氢效果 |
| 第七章 结论和建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 参考文献 |
四、混合菌种非固定化技术制氢反应器产氢效能（论文参考文献）
- [1]发酵制氢微生物与高效发酵途径的研究进展[J]. 王瑞兴,钱春香,袁晓明. 环境科学与技术, 2013(12)
- [2]生物制氢系统固定化载体的选择与应用研究[D]. 曹逸坤. 东北林业大学, 2013(03)
- [3]有机废水乙醇型发酵产氢系统快速启动及其生物强化研究[D]. 王东阳. 哈尔滨工业大学, 2011(04)
- [4]以赤糖为基质的生物制氢生态系统与工艺[D]. 岳莉然. 东北林业大学, 2011(10)
- [5]甘蔗压榨汁制氢系统的工程控制对策及其微生物群落研究[D]. 焦安英. 东北林业大学, 2011(10)
- [6]生物载体固定热解糖厌氧芽孢杆菌W16及产氢效能研究[D]. 姚静. 哈尔滨工业大学, 2010(03)
- [7]光合细菌生物膜制氢反应器传输与产氢特性[D]. 张川. 重庆大学, 2010(12)
- [8]太阳能光合生物连续制氢系统的能量平衡研究[J]. 周雪花,申翔伟,李刚,荆艳艳,张全国. 安全与环境学报, 2009(06)
- [9]发酵法生物制氢系统接种污泥预处理方法及效果研究[D]. 王淑静. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)
- [10]活性污泥厌氧发酵废水产氢的动力学研究[D]. 徐畅平. 昆明理工大学, 2008(02)