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本研究以农副产品下脚料麦麸、脱油类棉籽饼、花生饼和芝麻饼为研究对象,以污水处理厂活性污泥和堆肥为微生物来源,通过厌氧发酵制备生物氢气。系统考察了pH值、污泥浓度、底物浓度、搅拌速度和温度等对产氢能力的影响,以及不同预处理方法对底物产氢能力的影响,取得了有意义的结果。 实验结果表明:生态因子是影响底物产氢的重要因素,最佳产氢条件随底物的不同而不同。例如:麦麸生物产氢的最佳条件是:反应pH值为5.0,初始pH值为7.0左右,底物浓度为100mg/ml,污泥浓度为80mg/ml;棉籽饼生物产氢的最佳条件是:温度为36℃,转速为90r/min,浓度为100g/L;花生饼生物产氢的最佳条件是:温度为36℃,转速为90r/min,浓度为80g/L;芝麻饼生物产氢的最佳条件是:温度为30℃,转速为90r/min,浓度为100g/L。不同底物的最大产氢潜势如下:麦麸的累积产氢量103.6ml/g,最大氢浓度62%;棉籽饼的累积产氢量24.0ml/g,最大氢浓度47.1%;花生饼的累积产氢量27.4ml/g,最大氢浓度48.9%;芝麻饼的累积产氢量24.1ml/g,最大氢浓度63.2%。如果在底物发酵前增加预处理工序,可不同程度的提高底物的产氢能力,与对照实验相比,麦麸经方法(1)预处理后产氢能力增加了72.7%;棉籽饼产氢能力增加了32.5%;花生饼产氢能力增加了3.5倍:芝麻饼产氢能力增加了22.8%。在其它微生物协同产氢方面,米酒协同产氢菌在利用麦麸产氢时最佳初始pH值为5.5;对棉籽饼和芝麻饼来说,米酒的协同作用优于酵母素的协同作用,而对花生饼来说则相反,酵母素的协同作用优于米酒的协同作用。底物发酵末端产物中醇类的浓度在发酵初期逐渐增大,直至稳定到一个浓度范围,而酸类在发酵初期浓度逐渐增大,达到一个最高点后回落,直至稳定。这说明微生物在利用酸类产氢的过程中产生了醇类。