导读:本文包含了连续产氢论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:CSTR反应器,拜氏梭菌,差异表达蛋白质,iTRAQ
连续产氢论文文献综述
王靖媛[1]（2019）在《厌氧发酵产氢反应器的连续运行及蛋白质组学的研究》一文中研究指出厌氧发酵制氢技术是近几年科学家们关注较多的生物制氢技术,利用此技术将处理高浓度有机废水与产氢有效结合,逐步研发了产氢效率较高,运行稳定,并能适用于工业化生产的厌氧发酵制氢反应器。开展厌氧发酵制氢反应器与产氢细菌蛋白质组学研究为进一步提高厌氧发酵制氢反应器的产氢效率提供重要信息和技术支持。本研究通过连续流搅拌槽式反应器(CSTR)的连续运行处理高浓度糖蜜废水,通过对工程参数的控制维持反应器的稳定运行,并对活性污泥进行驯化。采用Illumina MiSeq平台高通量测序技术对比分析了启动运行不同阶段的优势菌群组成,筛选到高效产氢菌株,进而采用基于iTRAQ标记的定量蛋白质组学技术,分析了该菌株在产氢过程中的丰度差异蛋白质。结果表明,不同起始污泥负荷的两次CSTR的启动运行均较好地完成了活性污泥的驯化。两次CSTR反应器运行的出水p H值均稳定在4.7~4.9,经过驯化后的活性污泥具有良好的沉降性能。两次反应器运行的液相发酵产物总量分别为1,298mg?L~(-1)和1,934 mg?L~(-1),其中乙酸和丁酸质量浓度占发酵产物总质量的73.1%和70.8%,因此两次CSTR反应器启动运行均为丁酸型发酵。活性污泥优势菌群分析表明,两次CSTR反应器的启动运行通过对活性污泥的驯化分别形成了以产乙醇杆菌属(Ethanoligenes)、巨球型菌属(Megasphaera)和Ⅳ型梭菌(ClostridiumⅣ)为主的优势菌群组成和以巨球型菌属(Megasphaera)、产乙醇杆菌属(Ethanoligenens)为主的优势菌群组成。经过两次CSTR反应器启动运行对活性污泥的驯化,与产氢功能相关的菌种均占污泥中微生物总量的40%以上。这表明CSTR反应器较好的完成了两次启动运行,并达到污泥驯化的目的,通过分离筛和获得目标菌种。对驯化后的活性污泥进行分离筛选,初步筛选出产氢能力较高菌种共8株,进一步进行间歇产氢实验,菌株WJY-29产氢能力最高,累计产气量和累计产氢量,分别为3,464mL/L-culture和2,004 m L/L-culture,16SrDNA分析表明,菌株WJY-29与拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii NRRL B-598)基因序列同源性达99%。选取pH为6.5的培养基条件,培养时间分别为10h、15h和30h的拜氏梭菌进行了基于iTRAQ标记的定量蛋白质组学分析。经过叁次生物学重复鉴定到757种可信差异蛋白质,其中378种蛋白质丰度上升,339种蛋白质丰度下降。糖酵解过程中的6-磷酸葡萄糖异构酶、烯醇化酶(磷酸丙酮酸水合酶)、醛脱氢酶,以及果糖二磷酸醛缩酶在拜氏梭菌WJY-29不同培养时间下蛋白质丰度明显上升。这表明拜氏梭菌WJY-29通过糖酵解途径分解葡萄糖。此外,铁氧还蛋白[FeFe]-氢化酶、甲酸脱氢酶、丙酮酸黄素氧化还原酶在拜氏梭菌WJY-29不同培养时间下蛋白质丰度上升显着。由此可推断拜氏梭菌WJY-29的产氢途径为,在严格厌氧的培养基中,拜氏梭菌WJY-29酵解葡萄糖,将葡萄糖分解成丙酮酸,在丙酮酸脱氢酶的作用下丙酮酸脱羧,羟乙基与酶的焦磷酸硫胺素结合,然后生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A进一步脱氢,还原铁氧还蛋白,进而在氢化酶的作用下,铁氧还蛋白被铁氧还蛋白氢化酶重新氧化并释放出H_2。(本文来源于《上海师范大学》期刊2019-03-01）
刘常青,陈琬,曾艺芳,杜朝丹,陈美香[2]（2018）在《SARD与CSTR反应器半连续发酵产氢能力对比》一文中研究指出污泥与餐厨垃圾含有丰富有机质,将其进行生物产氢具有处理固体废弃物和开发氢能的双重意义。生物反应器的高效启动是该技术的关键因素。采用SARD和CSTR反应器并辅以血清瓶,以污泥和餐厨垃圾作为反应基质,考察不同运行时间、投配比(回流比)下的氢气浓度及比产氢速率,以确定各反应器的最佳运行条件并筛选出较优的反应器。结果表明,SARD和CSTR在10～15 h内先后达到了50. 34%和53. 43%的氢气浓度最大值,最大比产氢速率分别为18. 09、14. 98 mL/(gDS·h)。投配比为50%、进料时间间隔为8 h是较理想的进料方式。SARD与CSTR反应器半连续运行的比产氢速率在稳定阶段分别维持在4. 40、2. 37 mL/(gDS·h)左右。相比较而言,SARD的运行效果优于CSTR,且半连续运行比批式运行的效果更佳。(本文来源于《中国给水排水》期刊2018年21期）
Dalai,Ezaldeen,Abdelrhman,Algapani[3]（2018）在《餐厨垃圾连续两阶段厌氧产氢产甲烷的研究》一文中研究指出在中国,每年约产生约6×107吨餐厨垃圾,是城市生物质废物的主要组成部分。餐厨垃圾中含有大量可生物降解的有机质,经厌氧消化产生甲烷,在回收清洁能源的同时可实现废物的减量化和资源化。然而,餐厨垃圾中碳水化合物含量高,生物水解和酸化的速率快,有机酸产生和利率速率不平衡,导致在传统单相厌氧消化工艺中常出现由有机酸积累而抑制发酵产气的现象。由此,开发适合餐厨垃圾特性的厌氧消化工艺已成为当前技术研发的热点问题。本研究通过开展长期连续厌氧发酵试验,开发餐厨垃圾高温产氢和中温产甲烷的两相工艺,并同过开展连续工艺动力学模型、微生物群落结构解析和物料平衡解析工艺效能。本研究所开展的工作主要包括以下叁个部分:(1)餐厨垃圾单相生物产氢;(2)餐厨垃圾两相连续生物产氢和产甲烷系统;(3)基于产甲烷发酵液回流的两相发酵系统。1.研究采用全混式厌氧反应器开展了连续80天的高温(55℃)和超高温(70℃)生物产氢试验。试验发现,控制发酵系统pH在5.5左右时,高温反应器可实现稳定的生物产氢,而在超高温反应器中没有观察到明显的氢气产生。在水力停留时间(Hydraulic retention time,HRT)为5d,容积负荷(Organic loading rate,OLR)为14kg-COD/m3d时,高温反应器产气的氢气浓度达到58.6%。批次动力学试验发现酸化是餐厨垃圾产氢的控制步骤。2.研究开展了 270天连续高温(55℃)产氢和中温(35℃)产甲烷两相厌氧发酵试验。研究发现,在产氢相HRT为5d、OLR为14kg-COD/m3d和产甲烷相的HRT为15d、OLR为3.2kg-COD/m3d时,系统获得较优的能量回收效率,总的能量回收率达到1113.6MJ/t-FW,氢和甲烷分别占到总回收能量的8.2%和82.5%。乙酸是产氢反应器中的主要产物,浓度达到4.0 g/L。高通量测序的发现产甲烷古菌以嗜氢产甲烷菌Methanobacterium占优,推测产氢反应器的乙酸在甲烷反应器中部分经由互营氧化和嗜氢甲烷化路径生成甲烷。3.在两相产氢产甲烷工艺的基础上,将甲烷反应器的发酵液回流至产氢相,提供碱度以减少为控制pH而向产氢反应器投加的碱的量。试验开展了 120天的连续实验,考察回流比为0.3,0.5和1.0对系统的影响。结果表明,回流比为0.3,0.5和1.0时,所需要添加的NaOH的量分别减少了 54%、39%和50%。当回流比0.3时系统效能较优,产氢反应器的最大容积产气率为3 L-H2/L,产氢率为135L-H2/kg-VSin;产甲烷反应器的最大容积产甲烷率为2.9L-CH4/L,产甲烷率达到510L-CH4/kg-VSin。回流两相系统的产氢能量提高了 8%,产甲烷能量过程减少了 3%,回收的总能量没有显着变化。回流两相系统的总固体(TS)去除率和挥发性固体(VS)的去除率分别达到69%和87%。本研究通过开展长期的连续发酵试验,得出高温(55℃)生物产氢和中温(35℃)产甲烷的两相工艺是一种合适餐厨垃圾厌氧消化的新工艺,并通过甲烷相发酵液向产氢相的回流降低了产氢的碱投加量,大幅度节省了成本。两相发酵系统实现了较高的有机物去除效果和较高的能源回收率,提供给了氢和甲烷两种清洁燃料,系统可以长期稳定的运行。(本文来源于《中国农业大学》期刊2018-06-01）
秦芳玲,王啸熠,文星,刘文辉[4]（2018）在《光合细菌利用有机废水连续产氢的试验研究》一文中研究指出为考察光合细菌连续性生物制氢过程中碳源浓度、水力停留时间等因素对连续运行稳定性能和制氢量的影响,通过改变碳源浓度和水力停留时间来测定产氢量以及产氢率,确定最佳的连续运行条件。结果表明:光合细菌利用含糖废水为基质进行连续性生物制氢过程中,在最佳温度为30℃、最佳光照强度为3 000 Lux的情况下,且当葡萄糖质量浓度为12 g/L,水力停留时间为72 h时,产氢效率最高,连续产氢速率达45 m L/h。(本文来源于《工业用水与废水》期刊2018年02期）
刘文辉[5]（2017）在《高效光合产氢菌的筛选及连续生物制氢试验研究》一文中研究指出可再生清洁新能源的研究有助于解决当前环境污染和能源短缺问题,近年来绿色氢能被人们视为最有发展前景的能源之一。生物制氢因其是利用微生物通过转化有机物来产氢,所以具有产氢原料广泛、能耗低、无污染等诸多优点;光合细菌制氢技术,还很好的将光能利用、氢能生产和环境污染治理这叁个社会热点问题相结合,既解决了能源短缺问题,同时也减少了环境的污染问题。光合细菌制氢技术的起步较晚,许多研究还处于初期探索性阶段。光合细菌种类繁多、代谢途径多样、影响产氢的因素广泛,导致目前光发酵生物制氢的生产率较低。已有的报道大都是实验室的分批产氢研究,有关连续性产氢的研究较少;光合制氢反应器受光照传输过程中光强衰减和光合细菌生长特性限制,反应器难以实现容积扩大、产氢模式难以进行连续性生产,这些都严重阻碍了光合菌生物制氢技术在实际生产中的实施。本研究先进行了光合细菌产氢菌种的筛选,对比研究了该菌株利用不同分子结构有机基质进行光合产氢的特性;在总结现有光合制氢反应器发展现状的基础上设计出了新型大容积内置光源反应器,结合光合细菌生物固定化技术改善了连续产氢的稳定性;最后,对光合细菌的一段连续高效产氢模式进行了实验研究。论文获得的主要研究结果如下:(1)通过富集培养,从城市污水厂活性污泥中分离出六种纯光合细菌菌株,依据产氢对比实验选出高产氢菌株PS-6。最后根据细菌形态特征、生理生化实验特性等常规分析,结合16S rDNA序列测定结构鉴定出所分离到的产氢菌株为沼泽红假单胞菌属菌Rps.Palustris PS-6。(2)光合细菌Rps.Palustris PS-6分别以葡萄糖和有机酸为基质进行了分批产氢试验。实验显示,利用葡萄糖为基质进行分批产氢时,产氢启动快、周期短、产氢速率高,无机氨氮和谷氨酸钠均可作为氮源,但产氢残留液中存在大量有机酸未能充分利用;最佳产氢条件是葡萄糖浓度为45.0mmol/L、谷氨酸钠投加量为3.0mmol/L时,实际产氢率为0.893 mol H_2/mol葡萄糖。光合细菌利用有机酸进行分批产氢时,产氢启动慢、周期长、产氢速率低,只能利用有机氮谷氨酸钠为氮源,反应液中大量NH_4~+的存在会抑制氢气的产生。最佳产氢条件是乙酸浓度为40.0mmol/L,谷氨酸钠浓度应为7.0mmol/L、光合菌接种量比例为15%,实际产氢率为1.632mol H_2/mol乙酸。(3)本文设计了一种新型内置光纤反应器,主要解决光合菌在产氢过程中经常遇到的,因反应器尺寸过大而导致的,反应器内部各位置光强分布不均及光照强度随传输距离逐渐衰减的问题。新型反应器外形为圆柱体,反应器内沿轴线方向平行设置了多根侧面发光光纤作为传输光源。在外接光源机情况下,检测出反应器内各处光强均匀,光强达到4000Lux。Rps.Palustris PS-6利用葡萄糖溶液进行产氢的对比实验显示,新型内置光纤反应器相对于传统的外置光源反应器在生物制氢性能上有了明显提高,最大产氢速率和实际产氢率分别提升了11.3ml/L/h和22.3%。此外,试验在新型光合制氢反应器内采用了细菌固定化技术,以粉末活性炭为载体,在制氢反应器出水口通过设置过滤器拦截吸附于活性炭表面的光合细菌菌体使其重新返回到反应器内的办法,增加反应器内光合细菌浓度,从而有效改善了光合细菌连续制氢过程中的菌种流失问题,强化了连续制氢工艺的稳定性。(4)本研究提出将光合细菌利用葡萄糖为基质产氢时的二阶段产氢模式合并为高效的一段产氢。实验通过光合产氢菌株的活化培养、优化了产氢反应条件,实现了Rps.Palustris PS-6以葡萄糖为基质时的一段连续产氢。当谷氨酸钠的投加量为0.7g/L(约4mmol/L),葡萄糖含量为9g/L(50mmol/L),在HRT为84 h的条件下,一段连续产氢的最大实际产氢率达到4.6mol H_2/mol葡萄糖。(本文来源于《西安建筑科技大学》期刊2017-05-01）
张国华,张志红,黄江丽,王东升,丁建南[6]（2016）在《餐厨垃圾厌氧发酵连续产氢产甲烷的试验研究》一文中研究指出餐厨垃圾中有机物含量高,是理想的厌氧发酵底物。文章从接种菌来源和p H值角度,研究餐厨垃圾厌氧发酵连续产氢产甲烷的可行性,以期提高餐厨垃圾资源化利用率。结果表明,餐厨垃圾产氢阶段100℃处理30 min以沼渣和厌氧消化污泥为来源的接种菌,有利于氢气产生和提高产生气体中氢气浓度,且沼渣比污泥产气效果好,调节发酵p H值于4.5~5.5有利于氢气发酵。产氢残留物厌氧发酵产甲烷阶段,调节发酵p H值于7.0~7.5有利于沼气发酵。产氢阶段以沼渣为菌源的连续产甲烷阶段产生气体量及产生气体中甲烷浓度比以污泥为菌源的厌氧发酵效果好。(本文来源于《中国沼气》期刊2016年04期）
张川,王保文,王为术,宋小勇,程旻[7]（2016）在《微槽透光板式光合制氢反应器连续产氢性能研究》一文中研究指出从增加反应器中光合细菌的细胞持有量并强化光能利用和底物传输的角度出发,构造了新型的微槽透光板式光合制氢反应器。通过沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)的连续流产氢实验研究表明:当以葡萄糖为碳源底物时,在反应器光波长为590 nm、光照强度为9 W/m2、进口底物浓度为55 mmol/L、流速为960 m L/h运行工况下,产氢速率、底物降解效率和光能转化效率均有显着增加,分别达到1.17 mmol/(L·h)、77.5%和20.15%。研究表明,选择与光合细菌产氢代谢相适应的光波长和光照强度以强化光合磷酸化过程,并通过传质强化以促进底物的传输,是提高连续流光合制氢反应器产氢性能的有效方法。(本文来源于《农业机械学报》期刊2016年02期）
何欣,程军,苏会波,祝绍毅,周俊虎[8]（2015）在《凤眼莲半连续暗光发酵耦合产氢研究》一文中研究指出为了对凤眼莲这种生物质进行能源资源化利用,采用两个串联的5 L发酵罐以补料分批培养(半连续培养)的方式研究凤眼莲的暗光发酵耦合产氢特性。通过硫酸溶液、常压微波加热和纤维素酶水解的方式降解凤眼莲得到大量的还原糖,再用处理后的凤眼莲溶液在补料分批培养的条件下进行实验,获得了稳定的暗发酵及光发酵的产氢速率,分别为200.6 m L/(L·d)和85.4 m L/(L·d)。实验中单位原料的产氢量则分别达到50.7 m L/g TVS和285 m L/g TVS,产氢过程的整体热值转化效率为21.7%。(本文来源于《能源工程》期刊2015年04期）
杜金宇[9]（2013）在《太阳能光合生物连续产氢自控系统与装置研究》一文中研究指出本论文是在国家自然科学基金项目“超微化秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究”（项目编号：50976029）和国家“863”计划项目“生物制氢关键技术研究及示范”（项目编号：2012AA051502）的资助下完成的。能源是社会经济持续发展的重要物质基础。当前在面临能源紧张和环境污染两大危机下，开发绿色清洁型能源，建立新的可再生能源开发利用体系，为人类创造一个良好的生存环境是社会进步的必然选择。氢能作为一种环境友好型的清洁能源，受到世界各个国家的高度关注。而生物制氢既可以利用有机废弃物作为原料减少环境污染，又能获取洁净的氢能，已成为制取氢气的重要途径之一。尤其是高效利用太阳能的光合生物制氢技术能实现有机废弃物的清洁化能量高效转换，具有广阔的发展潜力。但太阳能光合生物制氢对温度、酸碱度、光照强度等环境因素要求较高，研究设计环境因素可控的自控系统与装置实现光合产氢过程的稳定、连续、高效进行，对于光合生物制氢技术的产业化、规模化具有重要的意义。本文结合光合生物制氢工艺过程的影响因素分析，将自动控制技术应用到太阳能光合生物连续制氢系统中，依据工艺技术流程要求建立反应装置的可控参数体系，实现光合生物产氢过程的自动连续化检测与调控，保证光合微生物在最佳的生长环境条件下稳定高效产氢，为太阳能光合生物连续制氢技术的研究与开发提供可靠的基础数据和实验平台。主要研究结果：1．针对光合生物制氢的环境因素分析及产氢反应器的特点，结合过程自动控制技术，建立一个自动化的太阳能光合生物连续产氢试验平台，为深入研究其运行规律提供设备条件。系统采用单片机开发技术，成本低，可实时显示，方便在线实时测试。一方面可以通过单片机键盘或者软件设定变量的预想值，经控制器判断进行调控，满足不同的测试条件，增强系统的实用性；另一方面能够对单个控制参数提前进行在线调试，确定其可行性，大大减少了系统设计的重复性和复杂性。控制设备具有人工和自动两种工作模式，而且具备自动操纵、自动调整和自动保护功能，保障产氢过程的可靠性和连续性。系统结构上采用模块化设计及冗余优化处理，不仅保证每个子系统相对独立，一个系统瘫痪不会影响其它系统的运行，而且预留接口方便进行功能扩充和数据移植。2．运用太阳能热交换温度补偿的方式，制定基于数学模型的在线自适应控制算法，采用PT100铂电阻叁线制桥接方法检测反应器的温度参数，由单片机PID控制方式实现了整体系统温度自动化的调控。温度补偿采用的是太阳能热水直接加热和光伏电辅助加热相结合的模式，不需外部能源，连续运行成本较低。3．PH控制系统中合理设计了自搅拌功能的碱液分配器，建立了自控模型，利用双回路PID模糊控制规则对PH调控的非线性进行了优化，使PH值保持在适宜范围内。设计的流量控制系统可在并联“短路径”模式下使流量保持在0.072m3/h,在串联“长路径”模式下使流量保持在0.144m3/h左右，两种模式均能满足最佳滞留时间的运行要求。4．针对室外聚光器内冷却光导纤维的直角导管设计了液位开关，当水分自然蒸发后，自动进行换水，既减少了温度过热对光纤的烧灼，又避免了导管的混蚀影响透光性。同时针对反应器长时间运行后供光管表面出现的附着物遮光现象，设置光敏电阻起到自动预警作用，提示需要人工拆卸清洗。5．通过太阳能光合生物连续产氢自控装置的运行试验表明：各个系统功能齐备，调控良好，达到了设计目标和稳定运行要求。从产氢情况分析，温度因素的提升率最大，达到了10-15%；PH因素的提升率次之，在8-10%之间；而流量因素的提升率较小，只有3-5%。这说明在太阳能光合连续产氢过程中，保持适宜的温度是提高产氢量的重要条件。而流量不是主要的考虑因素，只要能保持最佳的水力滞留时间即可。太阳能光合生物连续产氢自控装置在经系统调控的30±2℃温度、7±1PH、36h水力滞留时间的环境下，连续运行40天，工作状态稳定，且对太阳能光合生物连续产氢量的提升率达到了20-30%，产氢效率的提升率达到20%，起到了明显的促进作用，为太阳能光合生物连续制氢技术的进一步研究与开发提供了科学参考。(本文来源于《河南农业大学》期刊2013-05-01）
李鹏鹏,简保权[10]（2013）在《连续产氢过程稀释率对光合细菌产氢的影响》一文中研究指出本文在7L的光合生物反应器中,进行光合细菌产氢放大实验,研究了连续产氢过程稀释率对光合细菌产氢各因素的影响。(本文来源于《农业工程技术(新能源产业)》期刊2013年03期）
连续产氢论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
污泥与餐厨垃圾含有丰富有机质,将其进行生物产氢具有处理固体废弃物和开发氢能的双重意义。生物反应器的高效启动是该技术的关键因素。采用SARD和CSTR反应器并辅以血清瓶,以污泥和餐厨垃圾作为反应基质,考察不同运行时间、投配比(回流比)下的氢气浓度及比产氢速率,以确定各反应器的最佳运行条件并筛选出较优的反应器。结果表明,SARD和CSTR在10～15 h内先后达到了50. 34%和53. 43%的氢气浓度最大值,最大比产氢速率分别为18. 09、14. 98 mL/(gDS·h)。投配比为50%、进料时间间隔为8 h是较理想的进料方式。SARD与CSTR反应器半连续运行的比产氢速率在稳定阶段分别维持在4. 40、2. 37 mL/(gDS·h)左右。相比较而言,SARD的运行效果优于CSTR,且半连续运行比批式运行的效果更佳。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
连续产氢论文参考文献
[1].王靖媛.厌氧发酵产氢反应器的连续运行及蛋白质组学的研究[D].上海师范大学.2019
[2].刘常青,陈琬,曾艺芳,杜朝丹,陈美香.SARD与CSTR反应器半连续发酵产氢能力对比[J].中国给水排水.2018
[3].Dalai,Ezaldeen,Abdelrhman,Algapani.餐厨垃圾连续两阶段厌氧产氢产甲烷的研究[D].中国农业大学.2018
[4].秦芳玲,王啸熠,文星,刘文辉.光合细菌利用有机废水连续产氢的试验研究[J].工业用水与废水.2018
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