一株光发酵细菌的分离鉴定及其产氢特性的研究.pdf

Classified Index:X172
.:



Dissertation for the Master Degree of Engineering

SCREENING ON A
PHOTO-FERMENTATIVE BACTERIUM
AND STUDY ON THE EFFECT OF
HYDROGEN PRODUCTION




Candidate: Deng Xian
Supervisor: Prof. Ren Nanqi
Associate Supervisor: Prof. Ding Jie
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Environmental Science & Engineering
Affiliation: School of Muni. & Env. Eng.
Date of Defence: July 2007
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
生物制氢是利用微生物自身的新陈代谢途径产氢,以其成本低、无污染
等突出优势而受到广泛关注。利用光发酵细菌产氢能够利用太阳能,降解转
化有机污染物,产氢过程不产氧,因此被认为是一类很有发展前景的生物制
氢技术,而筛选高效的产氢光发酵细菌一直是研究的热点。
本文利用改进的 Hungate 厌氧培养技术,从哈尔滨地区的湖泊底泥中
成功分离筛选到一株产氢光发酵细菌 RLD-119。16S rDNA 基因序列鉴定
确认, RLD-119 属于红假单胞菌属。
RLD-119 的产氢现象一般发生在细胞生长的对数期的中后期和稳定期
的前期;乙酸、苹果酸、乳酸、丙酸、琥珀酸、葡萄糖都是 RLD-119 生长
和产氢的良好碳源和氢供体,以乙醇和丁酸为碳源时,RLD-119 不产氢;
在乙酸与丁酸的混合体系中,当丁酸的浓度低于 25mM 时,混合体系的产
氢能力高于只有乙酸的反应体系,当丁酸的浓度升高时,产氢受到抑制;谷
氨酸钠的浓度对产氢也有重要的影响;RLD-119在厌氧和光照强度为 5000
lx~7500 lx,持续光照,接种来自 24 h 预培养物以及 pH ~ 范围内
生长良好,并且产氢能力最高。
由间歇补料产氢试验可知,补料有利于比产氢率的升高,RLD-119 最
大产氢速率为 ml / g 生物量· h,最大比产氢率为 mol H2 / mol乙
酸,最大底物转化率达到 88%。
上述结果表明,本研究分离的产氢光发酵细菌 RLD-119 是红假单胞
菌,具有高效产氢能力,通过生长与产氢特性的研究,得到了该菌株的最佳
生长和产氢条件,为其实现光生物制氢系统的优化提供了理论依据和工艺参
数,并为后续的联合产氢提供了理论基础。

关键词生物制氢;光发酵细菌;产氢能力
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
The technology of biological hydrogen production, received extensive
concerns as its advantages of low costs and being free of pollution. Photo-
fermentative bacteria have many special characteristics such as producing
hydrogen with sun light, posing lots anic to produce hydrogen
without oxygen release. Therefore, photo-fermentative hydrogen production play
essential role among biological hydrogen production technology, and screening
the strains with high hydrogen producing efficiency has always been the focus of
this research field.
A photo-fermentative hydrogen-produ