污染控制技术及原理
马欢,刘伟伟,刘士清.不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究[J].环境科学学报,2009,29(1):124-131
不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究
- Effect of anions on hydrogen fermentation in a mixed anaerobic culture system
- 基金项目：云南省自然科学基金(No.2007E049M)
- 作者
- 单位
- 马欢
- 1. 云南师范大学能源与环境科学学院, 昆明 650092; 2. 中科院等离子体物理研究所离子束生物工程重点实验室, 合肥 230031
- 刘伟伟
- 1. 云南师范大学能源与环境科学学院, 昆明 650092; 2. 安徽农业大学工学院, 合肥 230061
- 刘士清
- 云南师范大学能源与环境科学学院, 昆明 650092
- 摘要：为揭示不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用规律,以混合菌群发酵产氢为研究对象,采用正交试验设计的方法考察了6种不同的阴离子及添加尿素对发酵产氢过程的影响.通过对不同阴离子浓度及相互关系对发酵产氢的影响的综合比较,获得以下结论:促进混合菌群发酵产氢的阴离子组成为:SO42-1.5g·L-1,Cl-0g·L-1,NO3-0g·L-1,Mo7O246-0.1g·L-1,C2O42-1g·L-1,C6H5O73-5g·L-1,(H2N)2CO 0g·L-1;以PDB(马铃薯水解液)为基质发酵原料,H2最高含量和平均含量分别比对照组提高了21.4%和24.1%;平均产氢速率由对照组的36.79mL·L-1·h-1提高到96.25mL·L-1·h-1;氢气产率由对照组的0.76mol.mol-1提高到1.17mol·mol-1.研究同时证明,尿素对H2的产生具有显著的抑制作用,Mo7O246-则可促进混合微生物对原料的利用和转化;阴离子C2O42-和C6H5O73-的交互作用显著,说明两者同时使用可改善发酵产氢.从理论上对上述结果进行了分析探讨.
- Abstract：In the present study,an L27(313) orthogonal test was performed in order to investigate the individual and interactive effects of six anions and urea on biohydrogen production in a mixed anaerobic cultures system.Certain components were found to promote hydrogen production,including SO42-1.5g·L-1,Cl-0g·L-1,NO3-0g·L-1,Mo7O246-0.1g·L-1,C2O42-1g·L-1,C6H5O73-5g·L-1,(H2N)2CO 0g·L-1.Verification experiments demonstrated that the maximal and the average hydrogen content in the mixed anaerobic cultures increased by 21.4% and 24.1% in presence of the above components.The average hydrogen generation rate and hydrogen yield increased from 36.79 mL·L-1·h-1 to 96.25 mL·L-1·h-1 and from 0.76 mol·mol-1 to 1.17 mol·mol-1,respectively.The results also showed that urea significantly inhibited hydrogen generation,while Mo7O246- enhanced the sugar digestibility of the anaerobic microorganisms.Interestingly,the interactive effect of C2O42- and C6H5O73- improved hydrogen production.Finally,the possible mechanisms underlying the interactive effects of these anions and urea are discussed.
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