一种利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法，包括以下步骤：(1)打捞和收集水华蓝藻；(2)将所收集的水华蓝藻装于密闭容器中；(3)以120～240rpm/min的速度进行震荡6～48h以诱导产氢。本发明专利技术采用的产氢方法整个产氢过程不需要通过冲氩等方式来排除氧气对氢酶活性的影响；也不需要通过离心等方式来收集水华蓝藻；诱导产氢条件简单，尤其以黑暗条件处理的水华蓝藻产氢效率最高；本发明专利技术既能解决打捞上岸水华蓝藻的后期处理问题，又能生产清洁能源，从而达到变废为宝的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保和新能源
，具体涉及ー种利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法，是ー种富营养化水体藻类能源化利用的技木。
技术介绍
受エ业废水和生活污水排放等的影响，水体的富营养化日趋严重，从而导致蓝藻水华的大面积爆发。蓝藻水华的爆发不仅造成了饮用水的严重污染，进而影响了人们的日常生活，而且使水体丧失了原有的生态、娱乐、观光等功效。因此，如何处理水华蓝藻已受到各级政府与部门的重视，以及人们的普遍关注。打捞与收集是目前消除水体水华蓝藻的重要举措，已经广泛应用于我国云南的滇 池、江苏的太湖、安徽的巢湖、等等。在水华蓝藻爆发的高峰季节，太湖每天打捞蓝藻在千吨以上。对打捞上岸的蓝藻，如何及时有效地进行无害化处理与利用，是水华蓝藻打捞治理湖泊水体是否成功的关键。如果打捞的蓝藻不能及时有效地无害化处置以及资源化利用，会因蓝藻的腐烂发臭、释放藻毒素而影响水体及其周边环境；分解产生的氮、磷、藻毒素还会因雨水冲刷、通过地表径流或淋溶再次流入太湖，从而产生二次污染。目前，国内外学者已经对打捞上岸的蓝藻进行了资源化利用研究。例如，日本学者将藻类如微囊藻作为绿粉有机肥料，其肥效优于一般化肥；氮、磷、钾含量均高于豆饼、紫云英等植物性有机肥料，且不含对作物及人体有害的重金属，使用后不会污染土壌。我国学者研究报道了利用水华蓝藻作厌氧发酵底物进行了沼气生产等能源化利用。中国专利CN1970776A(藻类沼气能源化发酵方法及其产品)和中国专利CN 101337758B(水华蓝藻厌氧发酵的方法)提出了利用厌氧发酵的方法获取沼气以及沼液、藻渣等产品，从而达到能源化利用的目的。先前的研究已经表明，太湖蓝藻水华的优势种是水华微囊藻；该优势藻种含有[NiFe]氢酶，因此，具备高产氢的潜能。氢能具有高的能量密度和导热系数，并且在燃烧过程中只生成水，不产生温室气体及其它污染物，因此，是ー种极具开发价值的清洁能源。然而，目前制氢的成本较高，并且90%以上的传统制氢方法均依赖于化石能源，这在根本上仍不能解决能源和环境问题。目前国内外利用富营养化水体藻类进行制氢的能源化利用研究仍处于空白状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出ー种利用水华蓝藻高效产氢的简易方法，废弃的水华蓝藻直接转化为清洁能源——氢气，不仅解决打捞上岸大量水华蓝藻的处理问题，而且还能够获得清洁能源，达到变废为宝的目的。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下ー种利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法，包括以下步骤(I)打捞和收集水华蓝藻；(2)将所收集的水华蓝藻直接封装于密闭容器中；(3)以120 240rpm/min的速度进行震荡6 48h以诱导产氢。所述蓝藻优选微囊藻；步骤(3)的震荡在光照、光暗周期交替或黑暗条件下进行，优选黑暗条件，震荡时间优选48h。本专利技术的原理在于在黑暗条件下，通过细胞呼吸迅速诱导密闭容器中的水华蓝藻进入厌氧状态，从而激活氢酶和导致高效产氢。光照延长了水华蓝藻进入厌氧状态的时间。 本专利技术具有如下有益效果整个产氢过程不需要通过冲氩等方式来排除氧气对氢酶活性的影响；也不需要通过离心等方式来收集水华蓝藻；诱导产氢条件简单，尤其以黑暗条件处理的水华蓝藻产氢效率最高。因此，本专利技术的技术方案是ー种简便、快速、经济、高效地得到氢气的方法。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进ー步说明，其目的在于更好地理解本专利技术的研究内容而非限制本专利技术的保护范围下述实施例所采用的水华蓝藻为2011年8月-10月间无锡太湖红沙湾爆发的水华蓝藻，其优势藻种为微囊藻；实施例I将打捞上岸的水华蓝藻装入60mL的密闭透明容器中，置于光照(40 y EnT25T1)条件下进行震荡(120rpm/min)诱导产氢，每隔6小时对产氢量进行检测。用微量注射器从密闭容器中的上方抽取200 ii I气体，并将抽出的气体样品注射入配有热导检测器气相系统(GC，7890A，安捷伦，美国)进行氢气检測。检测结果48小时时氢气积累量达到167 U mo I H2/1 OOmg Chla。实施例2采用与实施例I相同的方法进行实验，不同之处在于将水华蓝藻装入60mL的密闭容器之后，采用光暗周期(12/12小吋)交替处理。检测结果48小时氢气积累量为9568 ii mol H2/1OOmg Chla。约为光照处理产氢量的60倍。实施例3采用与实施例I相同的方法进行实验，不同之处在于将水华蓝藻装入60mL的密闭容器后，采用全黑暗处理。检测结果48小时氢气积累量为13766 ii mol H2/1OOmg Chla。约为光照处理产氢量的82倍，光暗交替处理产氢量的I. 5倍。上述实施例应理解为仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。在阅读了本专利技术记载的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本专利技术权利要求所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)打捞和收集水华蓝藻； (2)将所收集的水华蓝藻直接封装于密闭容器中； (3)以120 240rpm/min的速度进行震荡6 48h以诱导产氢。2.权利要求I所述的利用水华蓝藻厌氧发酵产氢的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马为民，高复旦，杜玲瑜，杨洲，李鑫，易静，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：