利用高浓度秸秆废弃物发酵产氢.pdf

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1、第25卷第5期化学研究中国科技核心期刊2014年9月CHEMICALRESEARCHhttp：／／hxya．chinajourna1．net．cn利用高浓度秸秆废弃物发酵产氢刘淑敏，白艳霞，李彦红，樊耀亭(郑州大学化学与分子工程学院，河南郑州450001)摘要：采用高浓度的玉米秸秆(60g·L)作为产氢底物，研究了在氢发酵过程中几个关键过程参数对发酵产氢的影响，以期在秸秆废弃物的清洁氢能转化过程中减少发酵废水的生成总量．结果表明，在酸化秸秆浓度为60g·L_。，碳酸氢铵添加量为1．2g·L一，十六烷基三甲基溴化铵添加量为30mg·L，菌株Bacillussp．FS2011添加量为1O(质量

2、分数)，以及初始pH一7．5±0．5、发酵温度(37土1)℃条件下，最大产氢量和产氢速率分别为(79．8±1．5)mL·g和3．78mL·g_1·h．与使用低浓度秸秆(≤20g·L)底物时相比，生成的氢发酵废水总体积减小了约67．关键词：秸秆废弃物；发酵；高底物浓度；产氢中图分类号：X382文献标志码：A文章编号：1008一1011(2014)05—0522—05DOI：10．14002／j．hxya．2014．05．0I7HydrogenproductionfromahighconcentrationofmaizestrawwasterbydarkfermentationIIUShumi

3、n，BAIYanxia，LIYanhong，FANYaoting(CollegeofChemistryandMolecularEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，Henan，China)Abstract：Ahighconcentrationofmaizestraw(60g·L一)wasemployedasthefeedstocktoproducehydrogen，andtheeffectsofseveralkeyprocessparametersonthehydrogenproduc—tionviahydrogenfermenta

4、tionprocesswereinvestigatedwiththehopetosubstantiallyreducetheamountofeffluentgeneratedfromthebio—reactorduringtheconversionofmaizestrawcastoffintobiologicalhydrogenenergy．Resultsindicatethat，under60g·L一concentrationofacidizedmaizestraw，NH4HCO3dosageof1．2g·L一，cetyltrimethylammoniumbromidedos—ageof

5、30mg·Land10％dosage(m／m)ofstrainsFS2011，aswellasinitialpHof7．5±0．5andfermentationtemperatureof(37±1)℃，themaximumhydrogenyieldandhydrogenpro—ductionratearerecordedtobe(79．8±1．5)mL·g～and3．78mL·g一·h_。．Besides，ascorn—parisonwiththecaseinvolvinglowconcentrationofmaizestraw(≤20g·L)，thetotalvol—nineofthee

6、ffluentproducedbyhydrogenfermentationathighconcentrationofmaizestrawisreducedbyabout67．Keywords：maizestrawwaste；fermentation；highconcentrationofsubstrate；hydrogenpro—dUction由于传统化石燃料日趋枯竭以及使用化石燃料所造成的日益严重的环境污染问题，研究开发清洁和可再生的替代能源已成为我国能源研究领域中的一项紧迫任务．与其他能源相比，氢能具有清洁(燃烧产物为水)、高效(热值是化石燃料的三倍)和可再生(可利用废弃的生物质资源)

7、的特点，是本世纪公认的清洁可再生能源叫．在传统的制氢方法中，例如电解水、水煤气转化、石油裂解和热化学分解等，不仅能耗高，且大多收稿日期：2014—04—18．基金项目：国家自然科学基金(21171147和20871106)，国家973重点基础研究发展规划(2009CB220005—1)作者简介：刘淑敏(1967一)，女，实验师，研究方向为应用化学．通讯作者，E—mail：yt．fan@zzu．edu．cn．第5期刘淑敏等