混合菌种暗发酵与光发酵联合制氢

姓名：吴梦佳导师：隋红老师学号： 2010207202

课题背景

研究路线

研究内容

仪器设备及方法

创新设计

研究计划

目

录

课题背景 Research background资源短板 制

氢技

术

暗发

酵制

氢光发酵制氢

混合

培养

技术

环境

与资

源 联合制氢

课题背景 Research background

实验室制氢技术：

1. 活泼金属与水反应2. 金属与酸反应3. 金属与强碱反应4. 金属氧化物与水反应5. 电解水

工业制氢技术：

1. 煤气化制氢2. 甲烷重整制氢3. 天然气裂解制氢4. 石油燃料制氢5. 热裂解制氢6. 等离子体制氢7. 部分氧化制氢8. 电解水制氢9. 其他方法（氨裂解；液体燃料醇类）

课题背景 Research background

图 1 暗发酵过程机理简图

课题背景 Research background

暗发酵制氢理论方程式：

光发酵制氢理论方程式：

两阶段联合制氢产氢量： 3.3mol 氢气 /mol 葡萄糖

研究路线 Research approach

光发酵过程

菌种的选育

培养条件的优化

暗发酵过程

联合预处理

调节与控制

暗发酵与光发酵的联合

两阶段连续制氢

研究内容 Research contents一，联合预处理方法对于污泥产氢菌的影响热处理： 不含芽孢的细菌 温度 加热时间加压热处理：不含芽孢的细菌 对比酸处理： 酸性菌 pH 值 处理时间碱处理： 碱性菌 pH 值 处理时间化学抑制剂：非产氢菌 抑制剂种类、用量

热处理 + 酸处理热处理 + 碱处理热处理 + 化学抑制剂其他联合处理方法

菌种 氢气纯度 产氢量发酵类型 发酵液液相产物

研究内容 Research contents二，暗发酵过程的调节与控制

pH 值

产氢酶系

氧化还原电位

研究内容 Research contents三，光发酵细菌的筛选培育

富集分离

筛选扩大培养

研究内容 Research contents四，光发酵培养条件的优化

光源

类型

光照强度反应器型式 发酵液

pH值

产氢

酶系

的

调节

与控

制

研究内容 Research contents五，暗发酵与光发酵的匹配联合

匹配因素

温度

碳源与氮

源

酶活性调

节

pH的调节方

式

研究内容 Research contents五，暗发酵与光发酵的匹配联合（连续性）

图 2 两阶段联合制氢过程简图

仪器设备及方法 Instruments and methods

暗发酵

热处理：恒温水浴

加压热处理：高压灭菌锅

酸处理 / 碱处理：pH 酸度计

化学抑制剂处理：电子天平

ORP 在线监测：PHS-3C 酸度计氧化还原电位测试

暗发酵过程：恒温水浴振荡器

仪器设备及方法 Instruments and methods

暗发酵

产气速率：排水 /NaOH 法

COD ：重铬酸钾法（回流装置）

菌种：革兰氏染色实验 / 菌浊度实验

还原糖含量：可见分光光度计

发酵末端产物：气体：气相色谱仪液体：气相色谱仪

（顶空进样）

TSS/VSS ：离心机、烘箱、马弗炉

仪器设备及方法 Instruments and methods

光发酵

细菌富集分离：电子天平、灭菌锅、光照生化培养箱、照度计、显微镜

细菌筛选：振荡培养器、电子天平

光源类型：数种不同性质的光源

光照强度：照度计

反应器型式：圆柱型、管道型、平板型

发酵液在线监测：PHS-3C 型酸度计

仪器设备及方法 Instruments and methods

光发酵

产气速率：排水 /NaOH 法

酶系活性调整：抑制剂与催化剂

菌种：革兰氏染色实验

还原糖含量：可见分光光度计

发酵末端产物：气体：气相色谱仪液体：气相色谱仪

（顶空进样）

酶活性测定：TTC 还原试验

创新设计 Creative design

联合预处理的提出

暗发酵调节因素的相互作用

暗发酵过程

菌种的选育

混合培养技术

混合菌种光发酵优化

光发酵过程

混合菌种两阶段联合制氢

连续性联合制氢的初试

基于不可再生能源的制氢技术

联合制氢

研究计划 Research plan2012.9——2012.11

暗发酵联合预处理研究

2012.11——2012.12

暗发酵过程的调节与控制

2012.12——2013.01

光发酵菌种的筛选培育

2013.02——2013.03

光发酵过程的调节与优化

2013.04——2013.05

两阶段联合制氢的匹配耦合

2013.06——2013.07

连续的联合制氢尝试

2013.08——2013.09

小论文的撰写与修改

2013.10——2013.12

大论文内容的丰富与拓展

2014.01——2014.04

大论文的撰写与修改

谢谢大家！