产酸发酵细菌产氢机理探讨

生物制氢技术在世界范围内受到了普遍重视 ,对于生物产氢的机理研究也在不断深入 ,为生物制氢技术的开发打下坚实的基础。该文在前人研究成果的基础上 ,对产酸发酵细菌的多种产氢途经和机理进行了全面探讨。分析认为 ,在产酸相反应器中的产酸发酵发酵细菌 ,其主要产氢途径是丙酮酸脱羧产氢和辅酶I的氧化与还原平衡调节产氢。通过生化反应的热力学分析证明 ,即便是氢分压高达 0 5个标准大气压时 ,只要生境中 pH值小于4 78,NADH +H+

不同产酸发酵菌群产氢能力的对比与分析

重点对乙醇型发酵菌群和丙酸型发酵菌群的产气及产氢能力进行了对比研究 ,并对发酵菌群由丙酸型演替为乙醇型过程中的产氢速率变化进行了分析 .在有机负荷相同的条件下 ,乙醇型发酵菌群表现出较高的产氢速率和比产氢速率 ,最大产氢速率为 1 4 99L/d ,最大比产氢速率为 3 5 86 4 5mmol/ (kg·d) .而丙酸型发酵菌群产氢速率和比产氢速率都较低 ,分别为 3 62L/d ,1 96 4 6mmol/ (kg·d) .生物制氢反应器在运行中维持乙醇型发酵更有利于获得较高的氢气产量 。

不同pH下糖蜜废水的厌氧产酸发酵类型及微生物群落结构解析

为寻求厌氧产酸发酵反应器的适宜控制参数和微生物学机制，以ACR（厌氧接触式发酵制氢反应器）为试验平台，通过分阶段调控反应器的pH，考察不同pH下ACR系统的产酸发酵类型和产氢性能，并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术对微生物群落结构进行了解析．以糖蜜废水为基质，以城市污水厂剩余污泥为种泥，在污泥接种量（以MLVSS计）为3．58g／L、进水ρ（CODCr）为5000mg／L、HRT为12h条件下，分别考察了系统在pH为6．0-6．5、5．5～6．0、5．0-5．5、4．5～5．0条件下的运行特性．结果表明，在pH为4．5～5．O时，系统中以Ethanoligenens harbinense YUAN-3为代表的产氢菌群占优，呈现典型的乙醇型发酵特征，活性污泥表现出的产氢性能最佳，其氢气转化率和污泥的比产氢速率分别为1．9tool／tool和7．8mmol／（g·d）．在pH为5．5～6．5、5．0～5．5的条件下，Clostridium tyrobutyricum strain A1-3、Propionibacterium sp．B2M2分别成为优势菌群，系统分别呈现出丁酸型发酵、混合酸发酵类型．研究显示，随着pH的改变，系统内的产酸发酵菌群随之发生更迭，在不同pH控制水平下形成不同的顶级微生物群落结构，进而使得系统呈现出不同发酵类型和产氢性能．

安普霉素生产废水毒性去除与产酸发酵预处理

应用连续流搅拌槽式反应器（CSTR）对安普霉素废水进行产酸发酵和去毒处理，在进水COD质量浓度为5000-8000mg／L，HRT为8h的条件下，对安普霉素生产废水的COD去除率平均为21．53％，而HRT为12h时平均为17．62％．HRT为8h和12h对悬浮物（SS）的平均去除率分别为56．78％和53．05％；对氩氮的平均去除率分别为11．05％和6．39％．经产酸发酵处理过的安普霉亲生产废水，其毒性被去除，BOD5／COD（B／C）从处理前的0．35：分别提高到0．42以上，去除单位重量COD的甲烷产量达到164mL／g以上，可采用产甲烷相进行更进一步的有效处理．

产酸发酵细菌演替规律研究—pH≤5条件下ORP的影响

废水生物处理产酸发酵细菌生态学研究是一项新课题，此项研究对提高厌氧生物处理系统的处理能力有着十分重要的理论意义和应用价值。本研究以碳水化合物为底物，采用连续流试验，对影响产酸发酵类型的生态因子（pH和ORP）及群落演替规律进行了研究。结果表明，pH＝5时生物群落处于非稳定状态，随ORP改变将呈现丙酸型或了酸型发酵。当pH为4．1～4.4时，典型的乙醇型发酵将会出现。研究结果还揭示出启动阶段初期发生丙酸型发酵是由于ORP过高造成的。

污泥厌氧发酵产酸技术研究进展

阐述了污泥厌氧发酵产酸的机理;归纳了污泥厌氧发酵产酸的影响因素:C/N、温度、pH、污泥停留时间、污染物等,并指明控制污泥厌氧发酵体系C/N比为20~30,温度为25~40℃,pH为10,污泥停留时间为5~10 d以及合适的污染物浓度有利于SCFAs积累;综述了共发酵和联合预处理这两种污泥厌氧发酵产酸技术的最新研究进展,两种产酸技术均可显著提高SCFAs产量;最后提出了当前研究存在的不足,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为污泥处理与处置、厌氧消化实现资源最大化提供参考。

污泥发酵产酸资源化利用的研究进展

污泥是污水处理厂生物处理工艺的主要副产品之一,基于其产量大、处置费用高、含有有机物等特点,污泥的资源化利用已成为研究热点。污泥通过发酵将有机物转化为挥发酸(VFAs)作为反硝化碳源或合成高附加值产品等进行综合利用。结合近几年国内外研究现状,阐述了强化污泥产酸的物理和化学预处理方法,综述了污泥发酵的运行参数以及发挥作用的功能菌群。结合污泥产酸的代谢途径对污泥发酵液中碳源的利用途径进行展望。污泥发酵产酸是实现污泥中有机物开发利用的最有效策略,应用潜力大。

产酸相最佳发酵类型工程控制对策

对二相厌氧消化工艺的研究证明，产酸发酵阶段对整个厌氧生物处理系统运行的成败起着关键的作用，作为产酸发酵三种类型之一的乙醇型发酵被证明是产酸相的最佳发酵类型。采用连续流二相厌氧生物处理系统，对产酸相乙醇型发酵在实际工程中能够直接控制的运行参数进行了研究与探讨。试验结果表明，产酸相乙醇型发酵的最佳参数：温度为３４～３８℃，ｐＨ为４．０～４．４，Ｅｈ为－３００～－４００ｍＶ，ＨＲＴ为５～６ｈ；污泥负荷应不大于４ｇＣＯＤ／ｇＶＳＳ·ｄ，以２．５ｇＣＯＤ／ｇＶＳＳ·ｄ最佳。

产酸相稳定发酵类型微生物生态学研究

通过产酸发酵反应器的动态试验 ,考察生态因子 (pH、ORP)等制约的不同发酵类型顶极群落的结构、优势种群的组成和生态演替的规律 ,阐明不同发酵类型代谢及其顶极群落的典型特征 ,揭示产酸发酵过程中顶极群落内平衡与反馈调节的生理代谢机制 ,并以 pH值。

互花米草与土豆混合厌氧发酵产酸和产沼气特性(英文)

研究了中温(35℃)批量发酵条件下互花米草与土豆VS配比分别为6∶1、7∶1和9∶1时混合厌氧发酵的产酸发酵和产沼气特性。试验结果表明:1)与互花米草单独发酵时的丙酸型产酸发酵不同,混合发酵的产酸发酵表现为丁酸型发酵;混合发酵时发酵液中总挥发性有机酸(TVFAs)的浓度比互花米草单独发酵时提高了1倍多;混合发酵时发酵液中各单一有机酸浓度依次为乙酸>丙酸>丁酸,而互花米草单独发酵时为丙酸>乙酸>丁酸;2)6∶1、7∶1和9∶1三种配比下的沼气产量分别为460、431和415mL/gVS,比互花米草单独发酵时的361mL/gVS分别提高了27.4%、19.3%和15.0%;3)6∶1、7∶1和9∶1三种配比下的沼气中的甲烷含量分别为60.3%、62.4%和62.7%,比互花米草单独发酵条件下57.4%的平均甲烷含量提高了大约3%～5%。总之,混合发酵显著改变了互花米草的产酸发酵特性,这些改变对促进互花米草的厌氧发酵和提高所产沼气的质量均具有积极的意义。

低强度空气搅拌对猪粪秸秆固体产酸发酵效果影响

以猪粪和秸秆为混合发酵原料,在沼液回流条件下考察空气搅拌对固体产酸发酵效果的影响。结果表明,实验周期内,空气搅拌与对照实验酸化产物中,乙酸分别占VFAs总产量的86.4%和84.3%,丙酸分别占7%和4%,而琥珀酸则分别占11.6%和6.6%;空气搅拌产酸发酵实验总VFAs产量低于对照实验,但挥发性固体含量(VS)去除率有所提高。说明空气搅拌能改善产酸发酵环境,加速厌氧消化进程,对于固体厌氧消化,空气搅拌可以作为一种新型搅拌方式,但需深入系统研究。

瓜果废弃物厌氧发酵产酸及发酵液作为反硝化外加碳源的研究

瓜果废弃物有机质含量高,传统的填埋焚烧等处理方法易造成环境污染.针对城市污水处理中存在的生物脱氮碳源不足问题,厌氧发酵技术能够将此类有机废弃物降解转化为有机酸作为补充碳源,促进生物脱氮.为此,课题组以瓜果废弃物作为研究对象,通过批式实验方法,分别探索了接种乳酸菌和厌氧污泥条件下,接种比(F/M=0.5、1.0和1.5)和发酵菌种类对瓜果废弃物中温厌氧发酵产酸的影响,并考察发酵液作为反硝化外加碳源的利用性能.结果表明:乳酸菌发酵时,F/M=1.0和1.5条件下发酵液的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)产量分别为9145±781 mg COD/L和7916±1081 mg COD/L,均大于F/M=0.5的VFAs产量,主要产物均以戊酸为主;厌氧污泥发酵时,F/M=0.5条件下的发酵液VFAs产量在11 d时最大,为11675±578 mg COD/L,其中乙酸占VFAs总量的67%.分别以乳酸菌发酵组F/M=1.0和1.5条件下的发酵液、厌氧污泥发酵组F/M=0.5的发酵液为碳源,进行活性污泥缺氧反硝化脱氮实验,污泥反硝化速率分别为:5.75 mg NO_(3)^(-)-N/(g MLSS·h)、3.68 mg NO_(3)^(-)-N/(g MLSS·h)和8.46 mg NO_(3)^(-)-N/(g MLSS·h),而对照组以乙酸钠为碳源时,反硝化速率为6.44 mg NO_(3)^(-)-N/(g MLSS·h).研究结果表明,采用厌氧污泥进行瓜果废弃物中温发酵,接种比F/M为0.5时,发酵产酸量最大,且发酵液作为活性污泥反硝化脱氮外加碳源时具有良好的利用性能.研究结果为后续深入探究瓜果废弃物资源化利用及活性污泥反硝化碳源开发提供了一定的理论参考.

pH值对有机废水厌氧产酸发酵影响研究

利用厌氧污泥对有机废水的发酵产酸作用,考察pH值对系统产酸效果的影响,从而确定最佳的产乙酸pH值。结果表明:控制系统pH值在4.0~4.5的条件下,乙酸为主要末端发酵产物,厌氧污泥的产酸效果较好,且pH=4.3时效果最佳;而当进水碱度】300 mg/L,氧化-还原电位Eh在-250 mV时,可以保证乙醇型发酵的最佳pH值范围,获得理想的产酸效果。

碱性条件促进植物生物质厌氧水解及发酵产酸的研究

[目的]研究碱性条件对植物生物质厌氧水解和发酵产酸的促进作用。[方法]采用半连续流式试验,考察了在pH分别为7.0、8.0、9.0、10.0、11.0和12.0条件下的水生植物生物质(香蒲枯叶)水解、挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)的积累和分布规律。[结果]在pH 10.0～12.0的强碱性条件下,VFAs产量随着pH的增大显著增加;生成的VFAs中,乙酸含量大部分在90%以上;强碱性条件使单位质量生物质转化成VFAs的效率显著提高,pH 12.0条件下VFAs产率为196.57 mg(VFAs)/g(生物质),是pH 7.0条件下的2.2倍。[结论]生物质的水解效率和溶解性有机物浓度随着强碱性的增强而显著提高,碱性条件能够有效促进生物质水解及发酵产酸。

发酵时间对酱渣厌氧发酵产酸的影响

通过优化酱渣厌氧发酵产酸的发酵时间,将酱渣中的有机成分尽可能多的转化成乙酸等挥发性脂肪酸,可在实现酱渣减量化的同时,生产高附加值产品,是获得良好环境和经济效益的有效途径。结果表明,发酵至8d时,酱渣预处理液中剩余溶解性蛋白质和碳水化合物浓度最低,其降解率分别为68.60%和81.21%,相对而言,可溶性碳水化合物更易为产酸微生物降解利用;总有机酸和乙酸浓度最大,分别为28.82g/L和22.91g/L;乙酸是主要产物,占总酸比例为79.49%。在可溶性底物被逐步消耗时,所产有机酸被微生物作为底物吸收再利用。有机酸中存在一定量的丙酸累积,发酵8d时丙酸累积量最高,约为5.00g/L。

有机废水厌氧发酵产酸的试验研究

利用厌氧污泥对有机废水进行了发酵产酸试验，考察了一次进料、多次进料和调节系统pH值为酸性等培养方式对系统产酸效果的影响，并确定了产乙酸效果最佳时的pH值。结果表明，在进水COD约为25000mg／L、温度为（36±1）℃、控制系统pH值在4．0—4．5的条件下，采用多次进料的培养方式，厌氧污泥的产酸效果较好，乙酸为主要末端发酵产物，且pH=4．3时系统的产乙酸效果最佳。

淘米水投加对花生渣厌氧发酵产酸过程的影响

在发酵温度为35℃和原料干物质(TS计)质量固定的条件下,研究了淘米水的投加对花生渣厌氧发酵过程中有机质溶出的影响。试验设置淘米水与花生渣干物质比(TS)分别为1∶0(1#),1∶1(2#),1∶1.5(3#),1∶2(4#),1∶3(5#)和0∶1(6#)共6个处理。试验结果表明:淘米水的投加不能加速花生渣内蛋白质的溶解,且随着TS的升高,蛋白质溶出率及降解率降低;淘米水的投加明显提高了花生渣内碳水化合物的降解速率、挥发酸(VFAs)的产量及酸化率。当TS为1∶2时,4#试验组碳水化合物的降解速率、VFAs浓度及产率最高,分别为0.010/d,14 497.460 mg/L和0.54 g/g(VS),酸化率高达83.4%,产酸量为1#试验组与6#试验组总产量的1.36倍,提高了36.0%。淘米水与花生渣联合发酵以产偶数酸发酵为主导,占其总酸含量的90.0%,且不能通过调节TS配比的方式改变其发酵产酸类型。

产气抑制剂对污泥和食品废弃物混合发酵产酸过程的应用研究

为了提高有机酸的浓度,探讨污泥产酸工业化的可行性,考察了三种产气抑制剂对污泥和食品废弃物混合发酵的VFA浓度及其组成、底物转化率、产气量及产甲烷势的影响。结果表明,采用BES、氯仿和碱(pH10)三种手段可以有效抑制发酵后期产气作用,提高底物产酸转化率,并且对有机酸组成也有一定影响。

剩余污泥中重金属锌、铜对其发酵产酸的影响

废水处理后的剩余污泥中含有大量有机质等营养元素,但通常这些有机质未被利用而直接填埋处置.剩余污泥厌氧发酵过程可对其中碳源加以利用,而重金属含量是影响厌氧发酵的主要原因之一,其中以Zn、Cu最常见且含量最高.因此,该文以Zn和Cu为代表研究剩余污泥中重金属成分对污泥发酵产酸的影响,揭示重金属对剩余污泥发酵产酸存在的潜在风险,探究剩余污泥在厌氧发酵产酸过程中的变化特点.本文通过系列实验及测量结果证明:城市污水处理厂污泥中的Zn、Cu含量不稳定且主要以稳定态形式存在,锌含量通常高于铜含量;当Zn的不稳定态含量高时,会影响发酵产酸第三阶段,即产甲烷阶段;当Cu浓度过高时,会影响水解过程中蛋白质及多糖类物质的分解.同时,在污泥厌氧发酵过程中会产生大量类腐殖质物质而无法被微生物所利用.

使用D-110菌种由甜菜糖蜜发酵生产味精提高产酸率的探讨

我厂采用甜菜糖蜜生产味精是1975年与中国科学院新疆分院化学研究所一起开始试验的.1977年进行大批量生产,产酸一般在5%左右,采用菌种为T6-13,转化率为45%,获得了比当时采用玉米淀粉原料生产好的结果.