有机废水生物制氢资源化技术进展
生物质转化制氢技术的进展与展望
生物质转化制氢技术的进展与展望随着工业化进程的加快和能源需求的日益增长，化石燃料的储量逐渐减少，环境污染也越来越严重。
因此，寻找新型的能源是十分必要的。
其中，利用生物质转化制氢技术制取氢能源的重要性日益凸显。
1. 生物质转化制氢技术的概念生物质转化制氢技术是以生物质为原料，通过热化学或生化学方法，提取氢气的新型能源技术。
生物质包括木材、灌木、农作物秸秆、动物粪便等具有生物来源的有机物质。
将这些有机物质进行转化，可以产生高质量的氢气能源。
2. 生物质转化制氢技术的发展历程生物质转化制氢技术的研究始于20世纪60年代，当时主要采用微生物发酵方法来制取氢气。
但是，由于该方法存在工业化难度大、开放式生产流程不太安全等缺陷，因此寻求其他制氢技术逐渐成为研究重点。
随着现代化科技的不断发展，新型生物质转化制氢技术也应运而生。
热化学方法中，热解法被广泛采用。
该方法可以将生物质分解为水、碳、CO和CO2等气体，其中的水会进一步分解为氢气和氧气。
而在生化学方法中，大多数采用生物催化的方式，即利用微生物菌群分解生物质并产生氢气。
在20世纪末和21世纪初，一些国家提出了关于生物质转化制氢技术的专项计划。
这些计划致力于推动生物质转化制氢技术的发展，并在实践中不断调整与改进。
3. 生物质转化制氢技术的应用前景生物质转化制氢技术可以作为一种新兴能源，有望在未来得到广泛应用。
与化石燃料相比，生物质转化制氢技术具有以下的优势：·环保：生物质转化制氢技术不会产生二氧化碳等人类活动造成的温室气体。
·可持续发展：生物质是可再生的，可以使能源开采保持持续性。
·可利用范围广泛：生物质可以来自于农业废弃物、食品废品以及废木材等，可从多个来源提取能源。
·降低成本：化石燃料拥有高昂的采集、生产和运输成本，而生物质转化制氢技术的成本要更低。
·提升能源供应的可靠性：生物质转化制氢技术可以直接应用于生活中，适合于需求迅速增长的能源应用场合。
生物制氢技术现状及其研究进展
生物制氢技术现状及其研究进展生物制氢技术是利用一些微生物通过光合作用、化学合成等方式，将水分解产生氢气的一种新型制氢技术。
具有环保、节能、绿色等优点。
目前，生物制氢技术已经成为制氢领域新的研究热点。
下面将从现状和研究进展两个方面进行探讨。
一、生物制氢技术的现状1.发展历程生物制氢技术起源于上世纪60年代，首次使用绿藻进行实验，但由于生长速度慢及光合效率低等原因，并未得到广泛应用。
之后，通过多年的研究，找到了更适合生物制氢的菌株，如光合细菌、厌氧细菌等，这些菌株的生长速度大大提高，光合效率也有所增加，因此，生物制氢技术得以逐渐发展。
2.技术难点（1）菌株筛选：生物制氢的基础是选择一种适合的微生物，优选条件是在光或者厌氧环境下，能够利用水分子产生氢气，并且生长速度快，光/反应效率高。
（2）反应环境：光合作用需要光线作为驱动，厌氧反应需要无氧环境，这个需要研究员通过优化反应器系统，实现稳定的气体产出。
（3）菌群稳定性：要想实现大规模生产，需要菌株能够适应复杂环境，抵御重金属等各种污染物的影响，维持产气稳定。
二、研究进展1.基因工程技术通过基因工程技术，对生物制氢中关键的多种酶的基因进行改造，提高氢气的产量和生产稳定性。
比如，添加氢酶基因可以增强微生物利用水分解产生氢气的效率。
2.光热传导材料研究人员也尝试使用光热传导材料将光能转化为热能，提高生物细胞的温度以促进酶的活性，从而提高生产效率。
3.综合利用研究生物制氢技术的产气过程产生大量的废水，有研究完成了这些废水中营养物质的回收，用于微生物的繁殖和再生利用。
4.产气时间延长早期的研究表明，厌氧细菌在适宜的时候会进行快速的反应，但会产生毒性物质，对菌群生长不利。
因此，研究人员进行了实验，通过改变环境条件，让厌氧细菌产气时间更长，10天、20天，让废水降解更完备，维持系统平稳工作。
总之，随着绿色节能的趋势不断升温，生物制氢技术作为一种绿色环保的制氢新技术，吸引着人们广泛的关注和研究。
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术现状及其发展潜力引言：随着人类对清洁能源需求的不断增加，生物制氢技术作为一种潜在的可再生能源解决方案，备受关注。
本文将探讨生物制氢技术的现状以及其未来的发展潜力。
一、生物制氢技术的现状1. 生物制氢技术的基本原理生物制氢技术是利用微生物通过发酵过程产生氢气。
这些微生物可以利用有机物质，如葡萄糖或纤维素等，通过酶的作用将其转化为氢气和二氧化碳。
这一过程被称为发酵产氢。
2. 目前已知的发酵产氢微生物目前已知有多种微生物可以用于发酵产氢，包括厌氧菌类、光合菌类和产氢细菌等。
这些微生物具有不同的特性和适应环境的能力，可以在不同的条件下产生氢气。
3. 生物制氢技术的优势和挑战生物制氢技术相比传统的化学制氢方法具有以下优势：可再生、清洁、低碳排放。
然而，生物制氢技术也面临一些挑战，如微生物的培养和维持、产氢效率的提高以及废水处理等问题。
二、生物制氢技术的发展潜力1. 生物制氢技术在能源领域的应用前景生物制氢技术可以用于替代传统的化石燃料，成为未来能源的重要来源之一。
利用生物制氢技术产生的氢气可以用于发电、交通运输等领域，实现能源的清洁和可持续发展。
2. 生物制氢技术的创新和改进随着科学技术的不断进步，生物制氢技术也在不断创新和改进。
研究人员正在开发新的微生物菌株，改进发酵产氢的效率和稳定性。
此外，一些新的方法和技术，如基因工程、微生物群落工程等，也被应用于生物制氢技术的改进中。
3. 生物制氢技术与其他能源技术的结合生物制氢技术可以与其他能源技术相结合，形成多能源系统。
例如，将生物制氢技术与太阳能、风能等可再生能源相结合，可以实现能源的互补和稳定供应。
4. 生物制氢技术在环保领域的意义生物制氢技术的发展不仅可以解决能源问题，还可以减少环境污染和温室气体排放。
生物制氢技术可以将废弃物和废水转化为有用的能源，从而实现废物资源化和环境保护的双重目标。
结论：生物制氢技术作为一种可持续发展的能源解决方案，具有巨大的发展潜力。
有机废水发酵法生物制氢技术资料
2）系统运行PH的变化规律
氢离子浓度与微生物的生存有密切的关系,整个胞外酶和胞内 酶的稳定性均在一定程度上受到它的限制。反应器启动后,含 有大量溶解性碳水化合物的废水进人反应器,由于碳水化合物 发酵产生的有机酸(特别是乙酸)的积累,使系统内pH值在5d内 迅速下降到4.0以下,但是随着系统缓冲能力的增强,pH值出现 逐渐升高的趋势。在反应器运行到25d时，各格室的pH值均上 升到4.2以上,在此之后的30d运行过程中,系统表现出良好的稳 定性,尽管进水pH值在5.5~7.0之间频繁波动,但系统出水的pH 值始终维持在4.2~4.4这一有限范围内。
四、产酸发酵菌群的产氢机理
大分子有机物（碳水化合物、蛋白质、脂肪 等） 1水解阶段 细菌胞外酶
水解的和溶解的有机物 2酸化阶段 有机酸、醇类、醛类等 产酸细菌 2酸化阶段 H2、CO2
3乙酸化阶段
4甲烷化阶段 乙酸 甲烷细菌
甲烷细菌
4甲烷化阶段 CH4
五、厌氧折流系统制氢的实验室研究
1982年,美国Stanford大学的教授针对传统有机废水厌氧生物处理
物,对此模型反应设备的启动、出水pH、碱度、氧化还原电位(ORP)、产
氢速率、液相末端发酵产物[如乙醇和挥发性脂肪酸VFAS等]的变化规律 作了研究,初步确定了此模型的最佳工程控制参数。
ABR各个隔室中微生物相是随流程逐渐递变的，递 变的规律与底物的降解过程协调一致，从而确保相应 的微生物拥有最佳的代谢环境和代谢活性。ABR的推流
一株发酵产氢细菌。
2、发酵法生物制氢的优势
发酵法生物制氢的产氢稳定性好
发酵产氢细菌的产氢能力高
制氢成本低
发酵细菌的生长速率快
微生物不同，其产能方式也不同。由于细菌种类的不同及生化反应体系 的生态位存在着很大的变化，导致形成不同特征性的末端产物。根据末 端发酵产物组成，可以将发酵类型分为三类: (1)丁酸型发酵产氢 (2)丙酸型发酵产氢 (3)乙醇型发酵产氢
生物制氢技术的研究进展
生物制氢技术的研究进展随着全球能源需求的持续增长，化石燃料的资源短缺和环境问题日益凸显，新能源的研究和应用已成为各国的热点之一。
生物制氢技术作为一种可持续发展的新能源技术，近年来受到越来越多的关注。
本文将着重介绍生物制氢的基本原理和最新研究进展。
生物制氢是一种利用微生物将有机废弃物转化为氢气的过程。
生物制氢的基本原理是通过微生物代谢处理有机物质时，产生氢气作为副产物。
常见的生物制氢微生物有产氢菌，其中发酵产气菌属于产氢菌的一种。
产氢菌的代谢途径主要分为两类：靠营养成分产生氢气的生产型代谢和利用有机物产生氢气的基质型代谢。
生产型代谢是指通过微生物使用酸类营养物，产生氢气和有机酸的代谢途径。
其中产氢细菌普遍采用的是厌氧性的、低pH值的发酵过程。
主要原理是将有机酸通过与细菌产生的氢气反应，进而分解为氢气和二氧化碳。
基质型代谢则是一种通过在有机废物中加入特定微生物，加速有机质分解产生氢气的技术。
这种代谢重要的是它可以将工业和农业废弃物转化为有价值的能源。
生物制氢技术的研究与应用已经得到广泛的关注。
从微观方面，目前主要研究生物转化氢气的代谢途径以及代谢途径中涉及的酶和基因，优化有机废弃物转化为氢气的过程。
同时研究如何培养、筛选最有效的产氢微生物，提高产氢的效率，并有效避免废弃物过多对环境造成二次污染。
从宏观方面，主要是降低成本，提高生产效率，从而使生物制氢技术广泛应用于能源产业。
在微观方面，针对生物制氢应用中的硫毒化现象，一些学者提出了新的解决办法。
首先，添加硫抑制剂法，这种方法利用抑制剂对细菌进行处理，以降低硫对产氢细菌的抑制作用。
其次，即时空分布将硫的影响降到最低，即在出口流速快的气流中添加酸，让酸从出口流向反应器的中心，使酸反映的时间和硫的浓度最小化。
同时，研究人员发现了新型产氢的细菌，这一细菌的厌氧发酵能力较强，电位差大，使得酶的反应速度加快，从而使其对于转化能源的作用进一步提升。
除此之外，生物制氢技术在产氢效率方面也取得了不小的进展。
氢气制备废水资源化利用技术对生态环境的影响研究
氢气制备废水资源化利用技术对生态环境的影响研究氢气制备废水资源化利用技术已经成为当前环境领域的一个热门话题，其对生态环境的影响备受关注。
废水资源化利用技术的推广应用，不仅可以有效解决废水处理难题，还可以实现资源的再利用，减少对环境的污染。
在这个背景下，对氢气制备废水资源化利用技术对生态环境的影响进行深入研究，对优化废水处理工艺、提高资源利用效率，具有重要的理论和实践意义。
一、废水资源化利用技术的发展现状废水资源化利用技术是指将生产或生活中产生的废水进行处理和再利用，以实现废水零排放或减少排放的目的。
随着我国城市化进程的加快和工业化水平的提升，废水排放量不断增加，对环境造成了严重的污染。
因此，研究废水资源化利用技术具有重要的意义。
目前，废水资源化利用技术主要包括物理、化学和生物处理等多种方法。
其中，氢气制备技术作为一种新型的废水资源化利用技术备受关注。
二、氢气制备废水资源化利用技术的原理和机理氢气制备废水资源化利用技术是利用在废水处理过程中产生的有机废水中的有机物、碳水化合物等有机物质通过反应生成氢气。
其原理主要包括废水预处理、废水发酵、氢气分离和纯化等几个步骤。
首先，将有机废水进行预处理，去除其中的固体颗粒、重金属离子等杂质。
然后，在适宜的反应条件下，将有机物质在微生物的作用下发酵产生氢气。
最后，利用特定的分离技术对氢气进行分离和纯化，以达到回收再利用的目的。
氢气制备废水资源化利用技术的主要机理是在微生物的作用下，有机物质发生降解反应产生氢气。
三、1. 对生态环境的正面影响氢气制备废水资源化利用技术可以将废水中的有机物质和碳水化合物转化为有用的氢气资源，实现了资源的再利用。
这不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以减少对环境的污染。
同时，废水资源化利用技术的推广应用也可以有效减少废水的排放，避免对环境造成更大的危害。
因此，氢气制备废水资源化利用技术对生态环境具有积极的促进作用。
2. 对生态环境的负面影响然而，氢气制备废水资源化利用技术在推广过程中也存在一些负面影响。
生物制氢的研究进展
生物制氢的研究进展氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。
氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生COZ，可以实现真正的“零排放”。
此外，氢与其它含能物质相比，还具有一系列突出的优点。
氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍；用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其它各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30－60％，如作为燃料电池的燃料，效率可高出一倍；氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用；在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电。
氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。
小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上；氢也能直接作为发动机的燃料，日本已开发了几种型号的轻能车。
预计到21世纪初，燃氢发动机将在汽车、机车、飞机等交通工具的应用中实现商业化。
氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。
在这些方法中，90％都是通过天然的碳氢化合物一天然气、煤、石油产品中提取出来的。
除了生物制氢技术外，其它的制氢技术都要消耗大量的化石能源，而且也要在生产过程中造成环境污染，所以采用生物制氮技术，减少环境污染，节约不可再生能源，可能成为未来能源制备技术的主要发展方向之一。
1、生物制氢技术的发展早在19世纪，人们就已经认识到细菌和藻类具有产生分子氢的特性。
20世纪70年代的石油危机使各国政府和科学家意识到急需寻求替代能源，生物制氢第一次被认为具有实用的可能，自此，人们才从获取氢能的角度进行各种生物氢来源和产氢技术的研究。
当今世界所面临的能源与环境的双重压力，使生物制氢研究再度兴起。
各种现代生物技术在生物产氢领域的应用，大大推进了生物制氢技术的发展。
生物质催化制氢技术的研究进展
生物质催化制氢技术的研究进展近年来，能源不断稀缺，地球的环境也受到了威胁，清洁能源的研究和应用越来越重要。
一个重要的清洁能源之一是氢能源，而生物质催化制氢技术是实现可持续氢能源生产的有前途的方法之一。
本文将探讨生物质催化制氢技术的研究进展。
一、生物质催化制氢技术的定义生物质催化制氢技术可以将生物质（如纤维素、木材等）转化成氢气和一些碳氢化合物的混合物。
这种技术主要基于生物质气化反应，其主要过程包括氧化还原反应、热裂解、甲烷化、重整、流化床等。
由于生物质催化制氢技术可以充分利用生物质资源，同时也可以将这些生物质转化为高附加值的氢气和化学品，所以受到越来越多的关注。
二、生物质催化制氢技术的发展历程生物质催化制氢技术的发展可以分为三个阶段。
第一阶段是20世纪80年代初，主要以生物质热裂解为主。
然而，由于热裂解过程中，产品含杂物比较多，很难得到高纯度的氢气，同时热量效率也相对较低。
第二个阶段是90年代初，先进的流化床反应器广泛应用于生物质气化反应中。
这种技术可以提高气化效率和产气率，同时还可以实现一些催化反应，如乙醇重整反应等。
第三个阶段是2000年后，生物质催化制氢技术得到了进一步提高。
新型的反应器，比如微型反应器和纳米材料催化技术，得到了广泛应用。
这些先进的反应器可以提高反应速度和选择性，同时还可以实现高效的还原反应。
三、生物质催化制氢技术的研究方向目前，生物质催化制氢技术的研究主要集中在以下三个方面：1. 催化剂的合成与优化催化剂是生物质催化制氢技术中最关键的组成部分，其直接影响氢气生成率和选择性。
现在，有多种催化剂应用于生物质催化制氢反应中，包括镍基催化剂、铁基催化剂、铜基催化剂和贵金属催化剂等。
研究人员在不断探索新型催化剂，并通过优化这些催化剂的组成和结构，提高了生物质催化制氢反应的效率和选择性。
2. 生物质气化反应的机理研究为了更好地理解生物质催化制氢反应，研究人员一直在探索生物质气化反应的机理。
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术是一种利用微生物代谢产生氢气的技术，其主要原理是通过微生物的代谢过程，将有机物质转化为氢气和二氧化碳等产物。
生物制氢技术具有环保、可持续、低成本等优点，因此备受关注。
下面将从现状和发展潜力两个方面进行阐述。
一、现状
目前，生物制氢技术已经得到了广泛的研究和应用。
在微生物方面，利用厌氧细菌、光合细菌、蓝藻等微生物进行生物制氢已经成为了研究的热点。
在反应器方面，传统的反应器包括连续式、批式、半连续式等，而近年来，微型反应器、膜反应器等新型反应器也被广泛应用。
在生产方面，生物制氢技术已经被应用于废弃物处理、生物质能源开发等领域。
二、发展潜力
尽管生物制氢技术已经取得了一定的进展，但是仍然存在着一些挑战和问题。
首先，微生物的生长速度和产氢能力需要进一步提高。
其次，反应器的设计和优化需要更加精细化，以提高反应器的效率和稳定性。
此外，生产成本也需要进一步降低，以提高生物制氢技术的经济性。
为了解决这些问题，未来的研究方向主要包括以下几个方面：
1. 微生物优化：通过基因工程等手段，改良微生物的代谢途径，提高其产氢能力和生长速度。
2. 反应器设计：开发新型反应器，如微型反应器、膜反应器等，以提高反应器的效率和稳定性。
3. 催化剂研究：开发新型催化剂，以提高反应速率和选择性。
4. 生产成本降低：通过废弃物利用、生物质能源开发等方式，降低生产成本，提高生物制氢技术的经济性。
总之，生物制氢技术具有广阔的发展前景，未来的研究和应用将会更加广泛和深入。
生物质制氢技术的研究现状与展望
一、引言在当前全球能源形势严峻的背景下，生物质制氢技术作为一种可持续发展的新型能源技术备受关注。
本文将对生物质制氢技术的研究现状和展望进行深入探讨，帮助读者全面了解这一领域的进展。
二、生物质制氢技术概述生物质是指植物在生长过程中固定的光能，可以通过热化学和生物化学方法转化为燃料、化学品等有机化合物。
生物质制氢技术是利用生物质资源生产氢燃料的技术，其优势在于可再生、低碳排放和资源广泛。
随着能源危机和环境污染问题的日益突出，生物质制氢技术受到了广泛关注。
三、生物质制氢技术的研究现状1. 生物质气化制氢技术生物质气化是将生物质物质在高温条件下进行分解，生成一氧化碳、氢气等气体。
通过气化反应，可将生物质转化为合成气，再通过水煤气变换反应制备氢气。
目前，生物质气化制氢技术在实验室和工业化生产中取得了一定进展。
2. 微生物发酵制氢技术生物质可通过微生物发酵产生氢气，这是一种相对环保的生产方法。
随着生物技术的发展，一些特殊菌株的应用使得生物质发酵制氢技术逐渐成熟。
生物质发酵制氢技术在实验室阶段已取得了较好的效果，但在工业化应用中还存在一定的技术难题。
3. 生物质光解制氢技术生物质光解制氢技术利用太阳能作为能源，将生物质中的水分子分解为氢气和氧气。
这是一种潜在的清洁能源制备方式，其研究目前处于实验室阶段，尚未进行工业化应用。
四、生物质制氢技术的展望生物质制氢技术具有巨大的发展潜力，但在实际应用中仍然存在许多挑战。
首先是生物质资源的可持续供应问题，需要建立可持续的生物质供应链；其次是高效的氢气生产技术，需要进一步提高生产效率和降低成本；最后是氢气的应用技术，需要配套发展氢燃料电池等技术。
个人观点与理解生物质制氢技术是未来能源发展的重要方向，具有可持续发展和环境友好的特点。
我认为，在今后的研究中，应当优先考虑改进氢气生产技术，并加大对生物质资源可持续利用和环境友好性的研究。
需要政府、企业和科研机构的共同努力，推动生物质制氢技术的实际应用和商业化。
利用生物质还原制氢技术的研究进展
利用生物质还原制氢技术的研究进展在追求更清洁的新能源的同时，氢能源逐渐受到人们的关注。
而生物质还原制氢技术作为一种绿色可再生的氢能源制备方法，在近年来得到了越来越广泛的研究。
一、生物质还原制氢技术的定义及分类生物质还原制氢技术是指在生物过程中利用特定的微生物将有机废弃物或有机物质转化为氢气的过程。
从反应过程中有机物的来源可以分为四种类型：类纤维素质（如木质素和纤维素）、蛋白质质、淀粉质和脂肪质。
生物质还原制氢技术主要分为两大类——混合微生物发酵和纯培养物发酵。
混合微生物发酵即是用不同的微生物群发酵生物质制备氢气，此类反应的转化效率未必高。
而纯培养物发酵指用已纯化的一种微生物群体发酵生物质制氢，反应条件相对更为严格，但氢气产量和转化效率一般较高。
二、生物质还原制氢技术的优势利用生物质还原制氢技术制备氢气的过程中，相对于传统制氢技术，生物质还原制氢技术还具有很多的优势。
1. 可持续生物质资源广泛且可再生，与石油，煤炭等资源相比较之下，生物质还原制氢技术所利用的原料更为可持续。
2. 无公害在反应过程中，很少会产生其他有害的化学物质，反应后产物主要为氢气、二氧化碳和氮气等生物无害物质。
3. 高效历史上氢气的制取主要依靠传统的化学方法，而此类方式反应效率低下，制氢成本高。
而采用生物质还原制氢技术可以提高氢气转化的效率，同时从废弃物中过滤出有用的物质，从而得到更大的经济利益。
三、生物质还原制氢技术研究现状自20世纪90年代开始，生物质还原制氢技术的研究逐渐发展，目前已进入实际应用阶段。
当前这项技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 微生物富集和筛选由于不同的微生物有选择性对不同的有机物反应，因此需要通过筛选适用的微生物的方法来保证反应效果。
多数学者通过市场化酿造公司购买到的微生物起到了发掘出种系的作用。
2. 电极接头优化在生物质还原制氢技术中，不仅需要控制反应条件，还需要对电极接头的结构进行优化，以确保反应具有一定的稳定性。
微生物制氢技术的突破与应用发展
微生物制氢技术的突破与应用发展近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增长，微生物制氢技术作为一种绿色、清洁的能源生产方式受到了广泛关注。
微生物制氢技术利用微生物的代谢活动将有机物转化为氢气，具有高效、环保的特点，被认为是未来可持续发展的重要能源之一。
本文将从微生物制氢技术的突破与应用发展两个方面进行探讨。
一、微生物制氢技术的突破1.1 基于基因工程的微生物改良传统的微生物制氢技术受限于微生物自身的产氢能力，产氢效率较低。
然而，通过基因工程手段对微生物进行改良，可以提高其产氢能力。
近年来，科学家们利用基因编辑技术，成功地改造了一些微生物，使其产氢能力大幅提升。
例如，通过改变微生物代谢途径中的限制步骤，使其能够更高效地将有机物转化为氢气。
这一突破为微生物制氢技术的发展带来了新的可能性。
1.2 利用共生关系提高产氢效率微生物制氢过程中，微生物与其他生物之间的共生关系对产氢效率起着重要作用。
研究人员发现，某些微生物与其他微生物或植物之间存在着共生关系，可以相互促进产氢过程。
例如，一些微生物可以通过与植物共生，利用植物提供的有机物为能源，从而提高产氢效率。
这种共生关系的发现为微生物制氢技术的突破提供了新的思路。
二、微生物制氢技术的应用发展2.1 能源生产微生物制氢技术作为一种可再生能源生产方式，具有广阔的应用前景。
目前，一些国家已经开始将微生物制氢技术应用于能源生产领域。
通过在工业废水、农业废弃物等资源中利用微生物制氢技术，可以实现废物的再利用，并产生清洁能源。
这种能源生产方式不仅能够减少环境污染，还能够缓解能源紧张的问题。
2.2 污水处理微生物制氢技术还可以应用于污水处理领域。
传统的污水处理方法往往需要大量的能源消耗，而微生物制氢技术可以利用废水中的有机物为能源，同时产生清洁能源。
这种技术不仅能够高效地处理污水，还能够实现废物资源化，减少对环境的负面影响。
2.3 生物质能源转化生物质能源是一种重要的可再生能源，微生物制氢技术可以将生物质转化为氢气，实现能源的高效利用。
生物制氢技术的发展及应用前景
生物制氢技术的发展及应用前景摘要：氢气作为环境友好的洁净能源和高能燃料，在国民经济的各个方面有着重要的应用，如何经济、高效制氢已经成为有待解决的重大问题。
与传统制氢技术相比，生物制氢技术以其低成本、可处理有机废弃物等优点受到了人们的重视。
本文对生物制氢技术及其发展历程进行了介绍，对生物制氢技术的应用前景进行了展望。
关键词：生物制氢技术发展应用前景随着社会的进步与发展，人们对能源的需求也日益提高。
目前我国的能源消费结构还是以煤、石油等化石能源为主，化石能源的短缺和大量燃烧所带来的环境污染已经成为面临的两大难题，开发新型清洁、高效、可再生的绿色能源势在必行。
氢气因其高热值、清洁、高效、可再生等优点，具有十分广阔的开发前景。
目前，氢气的制取有高温分解天然气、电解水、太阳能制氢、水煤气转化、甲烷裂解等方法，但是大都成本过高或者可操作性过低。
随着氢气用途的日益广泛，如何经济、高效制氢已经成为有待解决的重大问题。
一、生物制氢技术的概述1.生物制氢技术简介生物制氢是利用某些微生物的代谢过程，以工农业废水、废渣等为原材料，在常温常压的条件下以有机物为基质产生氢气的方法，把废弃物的处理与能源回收相结合，生产过程清洁、节能，不消耗矿物资源。
随着20世纪70年代石油危机，各国政府和科学界开始寻找替代能源，生物制氢技术受到了广泛的关注，并以此开展了研究，现代生物技术的应用，极大的促进了生物制氢技术的发展。
现有的研究表明，氢气与某些厌氧微生物的代谢过程密切相关。
例如，氢代谢在调节厌氧发酵的碳及电子流动中起着重要的作用，氢代谢伴随着各种有机物的分解及合成，为厌氧微生物的正常生长提供所必须的能量。
根据微生物的能量利用形式，可以将产氢微生物分为光能产氢微生物和厌氧发酵微生物，其中光能产氢微生物可进一步分为光能自养微生物和光能异养微生物。
光能自养微生物，例如蓝细菌和绿藻，在光照、厌氧的条件下通过分解水从而产生氢气；光能异养微生物，例如光合细菌，在光照、厌氧的条件下分解有机物产生氢气；厌氧发酵微生物，例如厌氧细菌，在黑暗、厌氧条件下分解有机物产生氢气。
生物制氢技术的研究与应用
生物制氢技术的研究与应用近年来，环保领域的发展日益壮大，一系列的环保技术也逐渐进入人们的视线，其中生物制氢技术就是一种备受关注的环保技术。
生物制氢技术是指利用生物学的方法，将生物质、废弃物等有机物质降解成氢气和二氧化碳等产物。
该技术具有绿色环保、节能减排等诸多优点，成为研究和应用的热点。
一、生物制氢技术的研究1. 生物制氢的原理生物制氢是通过固定生物体内的降解酶，将有机物质降解成H2和CO2产物，该程序在微生物的细胞质内进行。
生物制氢通常是在好氧条件下通过厌氧代谢产生的，同时还产生了大量的代谢废物和热能。
此外，生物制氢的反应通常是在低氧或者没有氧的条件下进行的。
2. 生物制氢的特点生物制氢技术具有以下特点：（1）低能耗，减少二氧化碳排放，且易于实现。
（2）生物体生长速度快，能源密度大。
（3）微生物生存环境容易调控，生物制氢反应的生产效率高。
（4）反应产物获得容易。
3. 生物制氢技术的研究进展生物制氢技术的研究波澜不断。
从最初的基础研究，到现在的工程化转化和应用，生物制氢技术已经成为生物质能的主要领域之一。
目前主要的研究方向有以下几个：（1）微生物资源的筛选和改良：微生物的特点是反应环境容易控制，因此研究生物制氢的重要方向是微生物资源的筛选和改良。
金属细菌和光合细菌是目前研究的热点。
（2）发酵条件的优化：作为生物制氢反应最重要的参数之一，发酵条件的优化是生物制氢研究的重要方向之一。
影响发酵条件的因素有氧量、温度、pH、废物浓度等。
（3）工程化转化：工程化转化是将科研成果应用到实际生产中的重要途径。
随着生物制氢技术的研究不断深入，在工程化转化方面也出现了新的构想和思路。
例如以光合细菌为基础的微型反应器。
二、生物制氢技术的应用1. 生物制氢技术在能源领域的应用（1）生物质能的转化：生物质能包括生物质固体、生物质液体和生物质气体三种形态，其中生物质液体和生物质气体的生物制氢技术技术成熟。
通过生物制氢技术将其转化成氢气，具有广泛的应用前景。
氢气制备废水资源化利用技术的市场需求预测分析
氢气制备废水资源化利用技术的市场需求预测分析在当今社会，环境保护和资源利用已经成为全球关注的重要议题。
随着工业化进程的加速推进以及人口增长的加快，废水处理和资源化利用已经成为亟待解决的问题之一。
在这种背景下，氢气制备废水资源化利用技术应运而生，成为了一种潜力巨大的解决方案。
本文旨在对氢气制备废水资源化利用技术的市场需求进行预测分析，探讨其未来发展趋势，为相关行业的发展提供参考依据。
一、氢气制备废水资源化利用技术的背景与意义氢气作为一种清洁、高效的能源来源，被广泛应用于多个领域，如能源、化工、交通等。
目前，氢气主要通过蒸汽重整、水电解、甲醇重整等方法制备。
然而，现有的氢气制备方法存在能耗高、生产成本高等问题。
废水中含有丰富的有机物质和铵盐等成分，如果能够有效利用这些废水资源制备氢气，不仅可以解决废水处理难题，还可以实现能源的再生利用，具有重要的环境和经济意义。
二、氢气制备废水资源化利用技术的市场需求分析1. 环保的推动随着“绿色发展”理念的深入人心，各国相关部门纷纷出台相关环保，推动企业加大环保投入，实施绿色生产。
废水资源化利用技术正是符合这一趋势的产物，可以有效减少废水排放，实现废水零排放，受到相关部门的高度重视和支持。
2. 能源危机的挑战传统能源资源的日益枯竭和环境污染问题，已经成为世界各国共同面临的挑战。
氢气作为一种清洁、高效的能源，被视为未来能源发展的重要选择。
通过将废水资源转化为氢气，不仅可以解决废水处理难题，还可以缓解能源供给紧张的问题，具有广阔的市场前景。
3. 技术创新的推动随着科技的不断进步，氢气制备废水资源化利用技术也在不断创新完善。
新型材料、新工艺的应用，使得废水资源化利用技术具有更高的效率和更低的成本。
这种技术创新不仅提升了技术水平，也拓展了市场应用领域，吸引了更多的投资和客户关注。
4. 市场需求的瓶颈尽管氢气制备废水资源化利用技术具有诸多优势和市场机遇，但也存在一些瓶颈和挑战。
氢气制备废水资源再利用技术的技术创新机制研究
氢气制备废水资源再利用技术的技术创新机制研究随着全球资源的日益枯竭和环境问题的持续恶化，废水资源的再利用已成为解决环境污染和资源匮乏的重要途径。
氢气制备废水资源再利用技术作为一种新型环保技术受到了广泛关注。
本文旨在探讨氢气制备废水资源再利用技术的技术创新机制，以期为该技术的推广和应用提供有益的参考。
一、背景介绍废水资源再利用技术是指通过一系列处理工艺将生活污水、工业废水等废水资源转化为再生水资源的技术。
随着我国工业化进程的加快和城市化进程的推进，废水排放量不断增加，导致水资源短缺和环境污染问题日益严重。
因此，开发和利用废水资源成为当前亟需解决的环境问题之一。
氢气制备废水资源再利用技术是一种将废水中的有机物质通过催化剂催化裂解产生氢气的技术。
氢气不仅可以作为清洁能源使用，还可以用于工业生产和燃料电池等领域，具有较高的再利用价值。
因此，氢气制备废水资源再利用技术具有巨大的发展潜力和市场前景。
二、氢气制备废水资源再利用技术的技术原理氢气制备废水资源再利用技术主要包括废水处理和氢气制备两个环节。
废水处理环节通过各种物理、化学或生物方法将废水中的有机物质去除或转化，得到净化后的水资源；氢气制备环节利用催化剂将有机物质裂解产生氢气。
整个技术过程简单高效，具有较高的废水资源转化率和氢气产率。
三、氢气制备废水资源再利用技术的技术创新机制1. 创新技术研发氢气制备废水资源再利用技术的创新离不开技术研发的支撑。
研究人员可以通过改进催化剂的制备方法、优化废水处理工艺，提高氢气产率和减少资源消耗。
同时，还可以借鉴其他相关领域的技术，不断探索新的技术途径，提升技术创新水平。
2. 创新模式探索为了更好地推动氢气制备废水资源再利用技术的创新和应用，需要不断探索创新模式。
可以通过产学研合作、跨行业合作等方式，将各方优势资源整合起来，推动技术转化和产业化应用。
同时，相关部门部门还可以出台相关和措施，引导企业加大技术创新投入，推动技术创新机制的建立和完善。
氢气制备废水资源化利用技术的可持续发展评估
氢气制备废水资源化利用技术的可持续发展评估氢气作为清洁能源的重要组成部分，其制备过程中产生的废水资源化利用已成为研究热点。
本文通过对目前氢气制备废水资源化利用技术的可持续发展进行评估，旨在探讨其在环境保护和资源可持续利用方面的潜力和挑战。
一、氢气制备废水资源化利用技术概述氢气作为一种干净高效的能源，正受到越来越多的关注。
然而，在氢气生产的过程中会产生大量废水，其中含有有机和无机物质，对环境造成一定的污染。
因此，开发和应用废水资源化利用技术显得尤为重要。
目前，主要的废水资源化利用技术包括生物法、化学法和物理法。
生物法通过微生物降解废水中的有机物质，将其转化为有用的产物；化学法则通过化学反应将有机物和无机物质转化为有用的产物；物理法则是通过物理方法将废水中的有害物质去除，实现资源化利用。
二、氢气制备废水资源化利用技术的可持续性分析1. 环境效益废水资源化利用技术的可持续性首先体现在环境效益方面。
通过将废水资源化利用，可以减少对环境的污染，降低生态系统的负荷，实现资源的循环利用。
例如，生物法可以降解废水中的有机物质，减少温室气体的排放；化学法可以将废水中的无机物质转化为有用的化学品，实现资源的再利用；物理法可以去除废水中的悬浮物质，改善水质，减少水体污染。
2. 经济效益除了环境效益，废水资源化利用技术还可以带来经济效益。
通过将废水中的有机和无机物质转化为有用的产物，可以实现资源的再利用，降低生产成本。
同时，废水资源化利用技术的开发和应用也可以促进相关产业的发展，创造就业机会，促进经济的可持续发展。
3. 社会效益废水资源化利用技术的可持续发展还会带来社会效益。
通过减少环境污染，改善生态环境，人们的身体健康得到保障；通过资源的再利用，可以提高资源利用率，减少资源浪费，推动社会向可持续发展方向转变。
三、氢气制备废水资源化利用技术的挑战与对策1. 技术方面目前，废水资源化利用技术仍存在一些技术难题，如生物法中微生物的稳定性和活性问题、化学法中反应条件的控制问题、物理法中设备的运行稳定性等。
氢气制备废水资源化利用技术在环境治理中的应用前景
氢气制备废水资源化利用技术在环境治理中的应用前景一直备受关注，这种技术的发展对于环境保护和资源利用具有重要意义。
随着人们对环境问题关注的增加，废水资源化利用技术被视为一种可持续发展的解决方案，可以有效减少污染排放，促进资源循环利用。
在这个背景下，氢气制备废水资源化利用技术在环境治理中的应用前景也越来越广阔。
首先，氢气制备废水资源化利用技术可以有效减少废水对环境的污染。
废水中含有大量的有机物和无机物，如果不进行处理直接排放到环境中，会造成严重的环境污染。
而利用氢气制备技术可以将废水中的有机物和无机物转化为对环境无害的氢气和其他有用物质，从而达到净化废水的目的，减少对环境的污染。
其次，氢气制备废水资源化利用技术可以实现废水资源的再利用。
废水中含有许多可回收的有用物质，例如有机物、金属离子等。
通过氢气制备技术，这些有用物质可以被有效地提取和转化，实现废水资源的再利用。
这不仅可以减少资源的浪费，还可以为生产和生活提供更多可持续利用的资源。
此外，氢气制备废水资源化利用技术还可以带来经济效益。
废水处理一直是企业和相关部门需要面对的重要问题，传统的废水处理方法不仅成本高昂，而且运行成本也很高。
而氢气制备废水资源化利用技术可以降低废水处理的成本，同时通过回收废水资源，还可以为企业带来额外的经济效益。
因此，推广氢气制备废水资源化利用技术可以促进企业的可持续发展，提高经济效益。
另外，氢气制备废水资源化利用技术也可以带来社会效益。
环境污染一直是社会的重要问题，而传统的废水处理方法通常需要消耗大量的能源和造成二次污染。
而氢气制备技术可以实现清洁能源的生产，不仅减少了对环境的影响，还可以为社会创造更多的就业机会。
因此，推广氢气制备废水资源化利用技术对于改善社会环境和促进可持续发展具有重要意义。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，氢气制备废水资源化利用技术在环境治理中的应用前景是非常广阔的。
通过推广这种技术，可以有效减少环境污染，实现废水资源的再利用，带来经济和社会效益。
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Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏ －Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｗａｕ Ｌａｎ２ ，Ｚｈａｎｇ Ｙｏｎｇ３
（１．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３６； ２．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３６；
第一步是暗发酵细菌首先将有机物降解为有机酸并 产生氢气，第二步是光发酵细菌在光照条件下进一步 降解有机酸，释放氢气。 这两步反应可分别在各自的 反应器中进行，易于控制其分别达到最佳状态。 两种 细菌混合制氢既彻底分解了有机物，又减少了所需光 照，增加了氢气产量，己越来越受到重视。 Ｌｉｕ 等［１１］ 通 过使用游离的乙醇型发酵细菌 Ｂ４９ 和固定化光发酵 细菌 Ｒ．ｆａｅｃａｌｉｓ ＲＬＤ －５３ 两步法利用葡萄糖进行产 氢，产氢量达 ６．３２ ｍｏｌ Ｈ２ ／ｍｏｌ· 葡萄糖。 然而，两步 法产氢过程中，需要 ２ 个反应器，增加了占地面积和处 理步骤，而且光发酵过程的氢气生产速率和细菌生长 速率同暗发酵相比较低，是规模化生产的限制因素。
有机物经 ＥＭＰ 途径产生的 ＮＡＤＨ ＋Ｈ 通过与一 定比例的丙酸、丁酸、乙醇和乳酸等发酵过程相耦联 而氧化为 ＮＡＤ ＋，来保证代谢过程中的 ＮＡＤＨ ／ＮＡＤ 的平衡，为了避免 ＮＡＤＨ ＋Ｈ ＋的积累而保证代谢的正 常进行，发酵细菌可以通过释放氢气的方式将过量的 ＮＡＤＨ ＋Ｈ 氧化，该反应是在 ＮＡＤＨ －铁氧还蛋白氧 化还原酶、铁氧还蛋白氢化酶作用下完成的，其末端 产物是丙酸和乙酸，气体产物非常少。
２ 生物制氢微生物代谢原理
根据液相末端发酵产物组分含量的不同，生物制 氢微生物代谢途径主要分为丁酸型发酵产氢途径、乙 醇型发酵产氢途径、丙酸型发酵产氢途径。 ２．１ 丁酸型发酵产氢途径［１２］
该途径的主要特征为发酵主要末端产物为丁酸、 乙酸、Ｈ２ 、ＣＯ２ 和少量丙酸，主要发酵微生物为厌氧或 兼性厌氧梭状芽孢杆菌属（ Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ），如丁酸梭状 芽孢杆菌（ Ｃ．ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ ） 和酪丁酸梭状芽孢杆菌（ Ｃ． ｔｙｒｏｂｕｔｙｒｉｃｕｍ）。 经三羧酸循环形成丙酮酸，丙酮酸在 丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶催化作用下脱酸，羟乙 基结合到酶的 ＴＰＰ 上，形成乙酰辅酶 Ａ，脱下的氢使 铁氧还蛋白氧化还原，而还原性铁氧还蛋白在氢化酶 的作用下被还原的同时释放出氢气。 ２．２ 乙醇型发酵产氢途径
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ；Ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ；Ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅ
２０ 世纪 ７０ 年代以来随着世界能源危机的爆发和 人们对环境保护意识的增强，生物制氢技术逐渐受到 人们的重视，氢气被当时的能源界誉为“ 未来燃料”。 氢气由于其清洁、可更新利用、高产能，是石油燃料的 很好代替品。 生物制氢技术，即利用微生物自身代谢 释放氢气的过程，其产氢条件温和，环境友好且原料 来源丰富而被认为是未来氢能生产的主要替代形式， 越来越受到各国的广泛关注。 微生物可利用生活污 水、工业有机废水、工农业废弃物等为制氢原料，既实 现了废弃生物质资源化，又可减少环境污染，因此生 物制氢被认为是一种发展前景广阔的环境友好型制 氢新方法［１，２］ 。
等［１０］ 采用乳酸菌 Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ ＮＢＲＣ１３９５３ 和 Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＲＶ 共固定在琼脂凝胶中产 氢，最大氢气产量为 ７．１ ｍｏｌ Ｈ２ ／ｍｏｌ· 葡萄糖。 然而， 由于混合培养的 ２ 种类型的细菌在生长速率、种间差 异等上存在着很大差别，实现其启动和运行是很难实 现的。 相对于混合培养产氢，光 －暗发酵细菌两步法 产氢更容易实现，２ 种菌在各自的环境中发挥作用。
任南琪等［１２］ 对产酸反应器内生物相观察发现发 酵气体中存在大量 Ｈ２ ，这一发酵并非经典的酵母菌属 等将碳水化合物经糖酵解生成乙醇，他们将这一发酵 类型称作乙醇型发酵，主要末端发酵产物为乙醇、乙 酸、Ｈ２ 、ＣＯ２ 及少量丁酸。 目前，纯菌种分离鉴定和代 谢分析为这种理论找到了物质基础。 ２．３ 丙酸型发酵途径
利用厌氧 暗 发 酵 产 氢 细 菌 和 光 发 酵 产 氢 细 菌 的 优势和互补协同作用，将二者联合起来组成的产氢系 统称为光发酵 －暗发酵混合生物制氢技术，包括光 － 暗发酵细菌两步法和混合培养产氢两种方法。 光 － 暗发酵细菌混合培养是将不同营养类型和性能的微 生物菌株共存在一个系统中，构建高效混合培养产氢 体系，利用这些细菌的互补功能特性，提高氢气生产 能力及底物转化范围和转化效率。 丁杰等［９］ 利用固 定化光发酵细菌 Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆａｅｃａｌｉｓ ＲＬＤ －５３ 和游离的 Ｃ．ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ 进行混合培养产氢，并对产氢 过程中的一些关键性因素进行分析研究，实现了一个 较高的氢气产量 ４．１３ ｍｏｌ Ｈ２ ／ｍｏｌ · 葡萄糖。 Ａｓａｄａ
３．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｏｍｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｃｌｅａｎ ， ｅｎｅｒｇｙ －ｓａｖｉｎｇ， ｒｅｓｏｕｒｃｅ －ｓａｖｉｎｇ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ．Ｔｈｅ ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｔａｋｅ ｐｌａｃｅ ｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｏｒｍａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ， ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｎｅｕｔｒａｌ ｐＨ ｂｙ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ．Ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ．Ｉｎ ｔｈｅ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂｉｏ －ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ．
细胞固定 化 技 术 就 是 指 将 细 胞 包 埋 在 天 然 的 或 者合成的人工载体上［５］ ，Ｋｕｍａｒ 等分别报道了利用琼 脂凝胶、多孔玻璃珠、椰子壳纤维等包埋 Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｏｒ
１ 生物制氢方法
根据制氢时是否需要光能，人们将能够进行生物 制氢分为：（１） 光合生物制氢（ 光解水制氢和光发酵制 氢）；（２）非光合生物制氢（ 也称暗发酵制氢）；（３） 光
发酵 －暗发酵混合制氢。 光解水和光发酵生物制氢 是依赖光能供应的过程，暗发酵生物制氢是不需要光 能的过程。 １．１ 光合生物制氢技术
有机废水生物制氢资源化技术进展 沈燕飞 胡岚 张咏
有机废水生物制氢资源化技术进展
沈燕飞１ ，胡岚２ ，张咏３
（１．江苏省生态环境监控中心，南京 ２１００３６； ２．江苏省环境科学研究院，南京 ２１００３６； ３．江苏省环境监测中心，南京 ２１００３６）
摘要：生物制氢技术具有清洁、节能和不消耗矿物资源等突出优点，依赖微生物自身的新陈代谢，在常温、常压 和接近中性的温和条件下即可进行，以有机废水为制氢原料，既实现了废弃物资源化，又可降低成本，是一条 符合可持续发展战略的废水资源化途径。 本文介绍了生物制氢类型及生物学原理，并就以有机废水为原料的 生物制氢研究进展进行了讨论，归纳出生物制氢最新技术进展。 关键词：生物制氢 ；有机废水 ；资源化 中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号 １００７ －０３７０（２０１３）０８ －０１３５ －０５
乙醇型发酵的最适末端发酵产物的稳定性较好， 工程控制条件易获得，同时，乙醇型发酵可承受较大 的有机负荷，有机物处理能力较高［１３］ 。
３ 生物制氢系统的工艺
—１３６ —
３．１ 活性污泥法生物制氢 活性污泥 法 利 用 生 物 厌 氧 产 氢 一 产 酸 发 酵 过 程
制取氢气，同时可以作为污、废水的二相厌氧生物处 理工艺的产酸相。 污泥接种后进行驯化，发酵废水为 废糖蜜，辅助加入 Ｎ ／Ｐ 配置而成的作用底物，使反应 器进入乙醇型发酵状态，进行连续流的氢气生产。 反 应器采用任 南琪发明的完 全 混 拌 式 生 物 制 氢 反 应 器［１４］ 。 ３．２ 固定化细胞生物制氢
光合生物 制 氢 是 指 利 用 光 合 细 菌 或 产 氢 藻 类 将 太阳能转化为氢能。 能够产氢的光合生物包括光合 细菌和藻类。 目前研究较多的产氢光合细菌主要有 颤藻属、深红红螺菌、球形红假单胞菌、深红红假单胞 菌、球形红微菌、液泡外硫红螺菌等［３］ 。 在 １９３７ 年， Ｎａｋａｍｕｒａ 首先观察到光合细菌释放氢气的现象，Ｇｅｓｔ 于 １９４９ 年报道了光合细菌在光照厌氧条件下可产生 氢后，人们对光合细菌的产氢机制进行了大量研究， 探明了其产氢的基本原理［４］ 。 但由于微生物代谢的 复杂性，到目前为止对产氢的具体过程还有很多未知 之处。 国内外一些学者已对光合细菌产氢机理进行 了一些探索性研究，但由于光合生物制氢普遍存在生
我国暗发酵生物制氢技术发展较快，哈尔滨工业 大学任南琪课题组［７］ 对发酵产氢进行了近 ２０ 年的研 究，发现了产氢能力很高的厌氧细菌乙醇型发酵，在 理论上取得了重大突破，处于国际领先水平，并研制 出利用城市污水、淀粉厂、糖厂等含碳水化合物废水 制取氢气的 ＣＳＴＲ 型和 ＥＧＳＢ 型两种高效生物制氢反 应器，并于 １９９９ 年完成了世界上首例中试研究，产氢 气产率为 ５．７ ｍ３ ／（ｍ３ · ｄ）。 然而，厌氧生物产氢要达 到规模工业化生产，除需进一步研究厌氧生物产氢的 影响因素、不同基质的产氢潜能及其厌氧生物产氢污 泥驯化外，还必须研制厌氧生物产氢控制系统，评估 运行费用、工程投资与产氢效率的关系，以及实验室 反应器模型放大到工程实践中的偏差，而且，由于厌 氧产氢菌不能彻底利用发酵底物而造成有机酸的积 累，从而产生反馈抑制作用限制了其产氢量。 同时原 料的不完全利用也会带来环境危害、生产和储运设施 不够完善，严重制约其大规模应用［８］ 。 １．３ 光发酵 －暗发酵混合制氢技术