純菌種ethanologenbacteriumsp.novr3厭氧發(fā)酵生物制氫的試驗研究

1、U n i v e r s i t yC o d e ：1 0 2 2 5R e g i s t e rC o d e ：0 9 3 9 9D i s s e r t a t i o nf o r t h eD e g r e e o f M a s t e rT H E P U R E M I C R O B I A L S P E C I E SE t h a n o l o g e n b a c t e r i u m s p

2、．n o vR 3 F O RA N A E R O B I C B I O —H Y D R O G E N P R O D U C T I O NO F F E 尉M E N T A T I O NC a n d i d a t e ：S u p e r v i s o r ：A s s o c i a t eS u p e r v i s o r ：A c a d e m i c D e g r e e A p p l i e d

3、 f o r ：S p e c i a l i t y ：D a t e o f 0 r a IE x a m i n a t i o n ：U n i v e r s i t y ：N i e R o n g - t a oL iY o n g —f e n gM a s t e r o f S c i e n c eE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e2 0 0 9 ．6N o r t h e

4、 a s tF o r e s t r yU n i v e r s i t yA b s t r a c tA b s t r a c tT h es i g n i f i c a n tr e s e a r c h r e s u l t s a r e a c h i e v e d t h r o u g h a n a e r o b i ca n df e r m e n t a t i v e b i o —h y d

5、 r o g e np r o d u c t i o ni nb a t c h r e a c t o ra n dC S T R o f18 ．8 Lw h e r e p l a n ts t r a wf r o ma g r i c u l t u r a lw a s t ea n d m o l a s s e sw a s t e w a t e ra r et h em a t e r i a l sf o rh y

6、 d r o g e np r o d u c t i o na n dp u r em i c r o b i a ls p e c i e sE E T H A N O L O G E N B A C T E R I U M S P ．N O V R 3a r eh y d r o g e n —p r o d u c i n gb a c t e r i u m ．T h e r e s u l ti Sa sf o l l o

7、w ：B a t c h c u l t u r ei su s e dt os t u d y t h eh y d r o g e n - p r o d u c i n gb a c t e r i u m E e t h a n o l o g e n b a c t e r i u ms p ．n o vR 3f o r i t sh y d r o g e np r o d u c t i o nc a p a c i t

8、ya n dr e g u l a t i o nm e t h o d ．T h e r e s u l t ss h o w t h a tt h eq u a n t i t yo f h y d r o g e np r o d u c t i o no f E e t h a n o l o g e n b a c t e r i u m s p ．n o vR 3R 3i sm a x i m u ma t g l u c

9、o s ec o n c e n t r a t i o n st o 12 9 ／L ；d i f f e r e n t s u b s t r a t e s h a v em u c h i n f l u e n c eo nh y d r o g e np r o d u c t i o nc a p a c i t yo f t h eb a c t e r i u mE e t h a n o l o g e n b a

10、 c t e r i u m s p ．n o vR 3a n dt h a t c a p a c i t yw i t hh e x o s ea n dd i s a c c h a r i d e a ss u b s t r a t e i s h i g h e r t h a nt h a t w i t hp e n t o s e ；y e a s te x t r a c ta so r g a n i cn i t

11、 r o g e ns o u r c ei s t h em o s te f f e c t i v en u t r i e n tf o rt h eq u a n t i t yo f h y d r o g e np r o d u c t i o no f E e t h a n o l o g e n b a c t e r i u m s p ．n o vR 3 ，b u t i t i st a k e n i n

12、t oa c c o u n t c o m p r e h e n s i v e l y t h a tb e e fe x t r a c t ，p e p t o n e ，y e a s te x t r a c t a s o r g a n i cn i t r o g e ns o u r c ei st h e b e s tc h o i c e ；w i t ht h eb a c t e r i u mE e t

13、 h a n o l o g e n b a c t e r i u m s p ．n o v R 3p r e f e r r i n g n e u t r a l t e m p e r a t u r e ，i t i s b e t w e e n 3 0 ～3 5℃：t h eb e s tp H i s a ta b o u t 5 ．5 ．P l a n t s t r a w a s m a t e r i a l m

14、 a s h e s u p i n t o s e r o f l u i d a n d t h e n a f t e r h i g h t e m p e r a t u r es t e r i l i z a t i o no ni t ，t h ed e g r a d a t i o ne x p e r i m e n to fd i f f e r e n tt i m ea n dt e m p e r a t

15、u r ei s m a d eb ya c e t a t ea n dh y d r o c h l o r i ca c i dt o o b t a i nt h es a c c h a r i f i c a t i o nl i q u i da n d h y d r o g e n i sp r o d u c e di na i rb a t ho s c i l l a t o r ．T h er e s u l

16、t t e l l sU St h a tt h et e m p e r a t u r e 4 0 * ( 2 i st h eb e s to n ef o rd e g r a d i n gt h es t r a ww i t ha c e t a t ew h i l e2 0 。C i st h eb e s tf o rt h a tw i t hh y d r o c h l o r i ca c i d ；t h

17、eo p t i m a lt i m ei s b o t h lh f o r d e g r a d i n gs t r a wb yu s e o fa c e t a t e a n dh y d r o c h l o r i c a c i d ；l e s sq u a n t i t y o fh y d r o g e n i si nc o n d i t i o no f t h es a c c h a r

18、i f i c a t i o n l i q u i dd e g r a d e di n t ot h r o u g h w e a k a c i d sl i k ea c e t a t ec o m p a r e d w i t h t h r o u g hs t r o n ga c i d s l i k eh y d r o c h l o r i c a c i d ．T h e s t a r t i n

19、ga n d o p e r a t i o no f s y s t e mo f f e r m e n t a t i v eb i o —h y d r o g e n i ss t u d i e db yC S T R a sr e a c t i o n e q u i p m e n to fa n a e r o b i ca n df e r m e n t a t i v eb i o —h y d r o g e

20、 na n dp u r e m i c r o b i a ls p e c i e sE e t h a n o l o g e n b a c t e r i u m s p ．n o vR 3a ss t r a i n s o fh y d r o g e np r o d u c t i o n ．T h er e s u l t ss h o w e dt h a th y d r o g e n p r o d u c

21、t i o n c a p a c i t yC a l lb ec o n t i n u o u si n t h eC S T R i nc o n d i t i o n s o f f e r m e n t a t i v es u b s t r a t eo f m o l a s s e sw a s t e w a t e r ；i n t h eC S T R t h et e m p e r a t u r e

22、i Sb e t w e e n 3 5 + 1 ℃a n d H R T i S8 h ；1 6d a y sa r es p e n to nt h es t a b i l i t yo f h y d r o g e np r o d u c t i o na n d 6 ．6 L ／d o f b i o g a sp r o d u c t i o na n d5 9 ．4 ％o f h y d r o g e nc o n

23、 t e n ta r eb o t hb a s e do nt h ea v e r a g er e m o v a lr a t e2 8 ％o f C O D ；t h es i t u a t i o no f e t h a n o la n d a c e t a t ea sm a i n f e r m e n t a t i v et e r m i n a l p r o d u c t s ，w h i c h