摘要：沼液資源化利用將是未來(lái)熱點(diǎn)問(wèn)題,首次嘗試研究利用光合細菌處理沼液廢水的產(chǎn)氫工藝條件,探討反應預處理時(shí)間、光照度、溫度、沼液的pH值和接種量因素對光合細菌產(chǎn)氫過(guò)程的影響。結果表明,在光照厭氧的條件下,光合細菌產(chǎn)氫的最佳工藝條件為:溫度35℃,光照度1000lux,pH值9,接種量50%,反應預處理時(shí)間24h,最大產(chǎn)氫量達到500mL/(200mL沼液),對進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)光合細菌處理沼液廢水和產(chǎn)氫有重要的參考價(jià)值。
化石能源的緊缺和使用化石能源引起的環(huán)境問(wèn)題，使清潔能源氫能日益受到人們的重視。生物制氫技術(shù)符合可持續發(fā)展戰略，已引起廣泛的重視。生物制氫可分為光合產(chǎn)氫和發(fā)酵產(chǎn)氫兩大類(lèi)，與發(fā)酵產(chǎn)氫相比，光合細菌的有機負荷高，有機物降解速率快、處理效果穩定、污水出水水質(zhì)高、菌體可資源化利用并且投資少見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，因此，光合細菌處理有機廢水越來(lái)越受到人們重視。光合細菌能有效處理生活污水、羊毛加工、淀粉加工、啤酒廠(chǎng)、油脂工業(yè)和橄欖油廠(chǎng)等廢水，并且取得一些成績(jì)，但是有關(guān)光合細菌處理沼液廢水的研究還未有報道。沼液中富含大量的有機、無(wú)機鹽類(lèi)，還含有豐富的鈣、銅、鐵和鋅等微量元素以及氨基酸、B族維生素等營(yíng)養物質(zhì)，光合細菌在光照條件下能夠利用沼液作為營(yíng)養成分生長(cháng)產(chǎn)氫。
本實(shí)驗主要目的是研究利用光合細菌處理凈化農村廣泛存在的沼液，初步探索光合細菌分解沼液中的有機物，最大程度提高產(chǎn)氫量的最適條件，為保護環(huán)境治理污染，實(shí)現可持續性發(fā)展提供實(shí)驗依據。
1材料、裝置與方法
1.1實(shí)驗材料
1.1.1實(shí)驗用底物
本實(shí)驗所用原料為在南京工業(yè)大學(xué)國家生化中心沼氣工程研究所的沼液。沼液成分可分為3種：第1種物質(zhì)是營(yíng)養物，由大分子物質(zhì)被微生物分解獲得，包括氮、磷和鉀等主要營(yíng)養元素。第2種物質(zhì)以離子形式存在，包括鈣（0.02%），鉀、鐵、銅、鋅和錳等微量元素。第3種物質(zhì)是生物活性物質(zhì)，包括單糖、氨基酸、不飽和脂肪酸、生長(cháng)素和纖維素酶等物質(zhì)。由于發(fā)酵原料種類(lèi)和配比不同，沼液的成分含量常有一定差異，一般沼液中含全氮0.03%~0.08%，全磷0.02%~0.06%，全鉀0.05%~1.40%。
1.1.2實(shí)驗用菌種
以光合細菌純菌為實(shí)驗用菌種，該菌種是由本實(shí)驗室自己篩選獲得，純化后進(jìn)行16S rRNA基因分析，鑒定該菌種為沼澤紅假單胞菌Rhodospseudou-minaspalustris。菌種在以液體石蠟封面的斜面上保存。
1.2:產(chǎn)氫裝置的設計與條件
采用分批實(shí)驗，沼液經(jīng)簡(jiǎn)單預處理過(guò)濾懸浮物，200mL沼液裝于250mL的磨口三角玻璃瓶中，利用稀有氣體置換三角瓶中的空氣。磨口三角瓶與集氣瓶相通，采用排水法集氣，集氣瓶采用特制塑料量筒。反應瓶置于恒溫箱內，60W白熾燈斜面照射反應器。反應菌種由擴大培養的光合細菌經(jīng)在8000r/min條件下離心10min獲得。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.3測定方法
1.3.1光照測定
光照強度用M7J數位式照度計測定。
1.3.2沼液濃度
用化學(xué)需氧量COD表示，采用重鉻酸鉀滴定法測定。
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