玻璃纖維固定化光合細菌連續產氫實驗研究

張桂芝，王星敏，彭榮，賀有周，張杰

(重慶工商大學 環境與資源學院，重慶 400067)

氫能是解決環境問題的最理想的能源[1]。生物制氫是發展新能源的一個重要研究方向[2]。具有其他制氫方法無法替代的優越性[3]。固定化光合細菌通常比懸浮態產氫能力要高[4]。但固定化載體如果不透光，將影響產氫效率[5]。而較小比表面積載體會使得固定化細菌生物量不夠，底物利用率低。且存在細胞與底物的接觸面積較小、傳質距離較遠、傳質阻力大等問題[6]。

本文制作了一種透光玻璃纖維固定化光合細菌連續產氫反應器，研究了光合細菌的固定化過程及其產氣特性，考察了底物中葡萄糖濃度，進料流速以及不同光源對產氫的影響，獲得了該反應器最佳產氣條件。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

玻璃纖維(φ9～20 μm)，產自中國醫藥集團上?；瘜W試劑公司；葡萄糖、氯化銨、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉、鹽酸、氯化鎂、氯化鈉、甲醛均為分析純；酵母膏為生化試劑；光合細菌菌種為產氫紅螺菌屬沼澤紅假單胞菌[7]。

TOC-VCPN總有機碳總氮分析儀；ZDS-10自動量程照度計；SY-9303B質量流量計；Spx-250-GB光照培養箱；SP6890氣相色譜儀：UV-3100PC紫外可見分光光度計；H20502-1高速冷凍離心機；FE20型酸度計。

1.2 實驗裝置

制氫反應器(圖1)采用透光性能良好的PMMA有機玻璃制成。反應室填充25 g玻璃纖維，作為光合細菌的固定化載體，周邊用緊固螺栓固定密封。光生化反應室容積為120 cm3，頂部氣室容積為12 cm3，床層采光面面積為200 cm2。反應器內介質流向設置為下進上出方式，反應產生的氣體由頂部設置排氣孔排出，進入排水集氣管?！?br>