光合细菌利用沼液废水制氢

Posted 2023-01-13 细菌

篇首语：追风赶月莫停留，平芜尽处是春山。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了光合细菌利用沼液废水制氢相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：沼液资源化利用将是未来热点问题,首次尝试研究利用光合细菌处理沼液废水的产氢工艺条件,探讨反应预处理时间、光照度、温度、沼液的pH值和接种量因素对光合细菌产氢过程的影响。结果表明,在光照厌氧的条件下,光合细菌产氢的最佳工艺条件为:温度35℃,光照度1000lux,pH值9,接种量50%,反应预处理时间24h,最大产氢量达到500mL/(200mL沼液),对进一步研究开发光合细菌处理沼液废水和产氢有重要的参考价值。

化石能源的紧缺和使用化石能源引起的环境问题，使清洁能源氢能日益受到人们的重视。生物制氢技术符合可持续发展战略，已引起广泛的重视。生物制氢可分为光合产氢和发酵产氢两大类，与发酵产氢相比，光合细菌的有机负荷高，有机物降解速率快、处理效果稳定、污水出水水质高、菌体可资源化利用并且投资少见效快等优点，因此，光合细菌处理有机废水越来越受到人们重视。光合细菌能有效处理生活污水、羊毛加工、淀粉加工、啤酒厂、油脂工业和橄榄油厂等废水，并且取得一些成绩，但是有关光合细菌处理沼液废水的研究还未有报道。沼液中富含大量的有机、无机盐类，还含有丰富的钙、铜、铁和锌等微量元素以及氨基酸、B族维生素等营养物质，光合细菌在光照条件下能够利用沼液作为营养成分生长产氢。

本实验主要目的是研究利用光合细菌处理净化农村广泛存在的沼液，初步探索光合细菌分解沼液中的有机物，最大程度提高产氢量的最适条件，为保护环境治理污染，实现可持续性发展提供实验依据。

1材料、装置与方法

1.1实验材料

1.1.1实验用底物

本实验所用原料为在南京工业大学国家生化中心沼气工程研究所的沼液。沼液成分可分为3种：第1种物质是营养物，由大分子物质被微生物分解获得，包括氮、磷和钾等主要营养元素。第2种物质以离子形式存在，包括钙（0.02%），钾、铁、铜、锌和锰等微量元素。第3种物质是生物活性物质，包括单糖、氨基酸、不饱和脂肪酸、生长素和纤维素酶等物质。由于发酵原料种类和配比不同，沼液的成分含量常有一定差异，一般沼液中含全氮0.03%～0.08%，全磷0.02%～0.06%，全钾0.05%～1.40%。

1.1.2实验用菌种

以光合细菌纯菌为实验用菌种，该菌种是由本实验室自己筛选获得，纯化后进行16S rRNA基因分析，鉴定该菌种为沼泽红假单胞菌Rhodospseudou-minaspalustris。菌种在以液体石蜡封面的斜面上保存。

1.2:产氢装置的设计与条件

采用分批实验，沼液经简单预处理过滤悬浮物，200mL沼液装于250mL的磨口三角玻璃瓶中，利用稀有气体置换三角瓶中的空气。磨口三角瓶与集气瓶相通，采用排水法集气，集气瓶采用特制塑料量筒。反应瓶置于恒温箱内，60W白炽灯斜面照射反应器。反应菌种由扩大培养的光合细菌经在8000r/min条件下离心10min获得。。

1.3测定方法

1.3.1光照测定

光照强度用M7J数位式照度计测定。

1.3.2沼液浓度

用化学需氧量COD表示，采用重铬酸钾滴定法测定。

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