秸秆混合菌微氧水解定向产氢产乙酸研究

作为氢能开发的原料拓展和技术储备，秸秆厌氧发酵制氢存在巨大的应用空间，然而由于秸秆的木质纤维结构以及混合菌厌氧发酵代谢途径的多样性，秸秆混合菌厌氧发酵制氢存在底物转化率不高、氢气产率低、接种物和原料预处理成本高等不足，基于此本项目提出秸秆混合菌微氧水解定向产氢产乙酸。旨在通过构建秸秆微氧水解产酸反应器系统，开展微氧条件对秸秆胞外水解和产酸发酵过程的影响、微氧条件下的微生物群落结构及协同代谢机理、以及定向产氢产乙酸的生态位优化等的研究，强化秸秆水解，抑制耗氢细菌的生长代谢、获得产氢效率较高的定向产氢产乙酸途径，突破底物转化率低和氢气产率不高的限制因素，为实现以秸秆为原料的规模化低成本高效厌氧发酵产氢奠定基础。

经过三年的研究工作，基本完成该项目预期的各项研究任务，但由于项目负责人工作调动的原因，办理项目依托单位变更事宜，以及研究平台的重新搭建，影响了项目成果进度。目前实验工作已经结束，正在撰写论文之中，预期2015年能够就本项目成果发表2篇SCI论文。具体项目完成情况和成果简要概述如下：.（1）项目完成情况.1）完成了干秸秆和鲜秸秆的厌氧发酵水解实验研究，获得了秸秆的厌氧水解规律和水解动力学参数。.2）完成了厌氧发酵产氢生态因子优化，获得了厌氧发酵产氢的最佳条件（温度、初始pH值和底物浓度）。.3）完成了秸秆微氧发酵产氢发酵瓶试实验研究，确定了最佳的氧气添加量，明确了微氧条件对纤维素、半纤维素和木质素水解的影响。.4）搭建了10L的秸秆混合菌微氧发酵产氢中试反应器系统，完成了秸秆微氧发酵定向产氢发酵的生态位优化研究，确定了最佳的微氧发酵产氢生态位参数（温度、pH、氧化还原电位等）；完成了微氧产氢发酵液相末端产物分析，确定了微氧产氢发酵类型为丁酸型发酵。.5）采用PCR-DGGE技术完成了秸秆混合菌微氧发酵产氢系统中微生物群落研究，通过对严格厌氧与微氧发酵产氢系统的微生物组成对比分析，从微生物层面阐释了微氧条件对混合菌发酵产氢的促进机制。.（2）目前取得成果.1）形成了1套以秸秆为原料的混合菌发酵产氢新技术；.2）发表论文3篇，其中1篇国际刊物，2篇国内核心期刊；.3）申请国内发明专利4件，其中授权2件。