研究报告
潘维,莫创荣,李小明,杨麒,曾光明,朱晓峰,罗琨.外加淀粉酶预处理污泥厌氧发酵产氢研究[J].环境科学学报,2011,31(4):785-790
外加淀粉酶预处理污泥厌氧发酵产氢研究
- Bio-hydrogen production from anaerobic fermentation of sludge pretreated with α-amylase
- 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.51078128)
- 作者
- 单位
- 潘维
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082
- 莫创荣
- 广西大学环境学院, 南宁 530004
- 李小明
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082; 3. 广西大学环境学院, 南宁 530004
- 杨麒
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082
- 曾光明
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082
- 朱晓峰
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082
- 罗琨
- 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082; 2. 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082
- 摘要：通过外加淀粉酶预处理剩余污泥,考察了淀粉酶对污泥的破解效果,研究了接种产氢菌(Enterococcus sp.LG1)和未接种产氢菌两种状况下,污泥厌氧发酵产氢效果,并与相应温度(60℃)热预处理污泥的发酵产氢效果进行对比,同时分析探讨了污泥发酵产氢过程中底物和pH值的变化.结果表明,淀粉酶预处理污泥4h后水解效果最佳,溶解性化学需氧量与总化学需氧量之比(SCOD/TCOD)从原污泥的6.36%增加到30.928%,可溶性蛋白质和可溶性糖分别达到原污泥的8.65倍和51.65倍.淀粉酶预处理污泥接种产氢菌(Enterococcus sp.LG1)后,产氢效果较好,最大产氢率可达13.92mL·g-1,为淀粉酶处理污泥未接种产氢菌的1.875倍,60℃热处理污泥接种产氢菌的2.834倍,60℃热处理污泥未接种产氢菌的3.085倍.在总的发酵产氢过程中,可溶性糖的平均利用率高达62.87%,是污泥厌氧发酵过程中的主要营养物质.
- Abstract：The effects of external enzymes(α-amylase)on excess sludge hydrolysis were investigated.Batch experiments were used to characterize anaerobic fermentative hydrogen production using excess sludge pretreated by α-amylase with and without inoculation of the hydrogen-producing bacterial species,Enterococcus sp.LG1.Comparison was also made between bio-hydrogen production with α-amylase pretreated sludge and 60℃ thermally pretreated sludge.After four hours of hydrolysis with α-amylase addition,SCOD/TCODrose from 6.36% (raw sludge) to 30.928% and the concentration of soluble protein and carbohydrate reached 8.65 and 51.65 times that of raw sludge respectively.Pretreatment with α-amylase and with Enterococcus sp.LG1 inoculation produced a maximal hydrogen yield (H2/VS) of 13.92 mL·g-1,which was 1.875 times that of sludge pretreated by α-amylase without inoculation,2.834 times that of sludge pretreated by 60℃ heat with inoculation and 3.085 times that of 60℃ heat treated sludge without inoculation.During the process,the average utilization coefficient of soluble carbohydrate reached 62.87%,which indicated that soluble carbohydrate was the dominant substrate for bio-hydrogen fermentation.
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