【摘 要】
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在发酵生物制氢研究中，通常采用低的底物浓度（≦2.0％），由此产生的大量废水造成严重的二次环境污染问题。因此，以玉米秸秆为底物进行固态发酵产氢在秸秆类废弃物的综合利用和后续处
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在发酵生物制氢研究中，通常采用低的底物浓度（≦2.0％），由此产生的大量废水造成严重的二次环境污染问题。因此，以玉米秸秆为底物进行固态发酵产氢在秸秆类废弃物的综合利用和后续处理上具有重要的意义。为了减少发酵生物产氢过程中废水的产生，本文以秸秆废弃物为底物，对固态发酵产氢进行了初步的研究。具体内容如下：
1．考察了底物浓度对玉米秸秆产氢性能的影响，结果表明：较高的底物浓度对秸秆产氢有抑制作用。当底物浓度从20g·L-1上升到60g·L-1时，累积产氢量却从104.0ml·g-TS-1下降至49.6ml·g-TS-1。相应地，副产物挥发性脂肪酸(VFAs)的含量从4705.23mg·L-1快速增加到9374.01mg·L-1，反应后pH也从4.8下降至4.2。
2．为了提高在较高浓度(60g·L-1)条件下秸秆的产氢能力，先对发酵产氢的生态因子进行了单因素的优化，之后在此基础上利用响应面设计法寻求最佳工艺条件。通过统计软件minitab15对关键生态因子（初始pH、碳酸钠添加量和铁单质用量）进行回归分析，确定了产氢的最佳参数：初始pH为7.77，碳酸钠添加量为0.055g·g-cornstalk-1，铁添加量为957mg·L-1，且根据回归方程得到的理论氢气产量为79.384ml·g-TS-1。
3．利用5L连续搅拌厌氧反应器(CSABR)对优化后的秸秆产氢进行了放大实验，考察了发酵过程中的氢产量、氢气浓度以及液态末端产物等。玉米秸秆的最大产氢量和产氢速率分别达到了80.6ml·g-TS-1和2.5mlH2·(g-TS·h)-1。实验数据和优化结果相吻合。
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