生物制氢及其与以海水为介质的高盐有机废水处理的耦合研究

当前,全球能源系统的主体是＂碳基能源＂——石油和煤等。这些不可再生的资源已日渐枯竭,而且大量使用会破坏地球生态系统。因此,用＂氢基能源＂逐步取代＂碳基能源＂已成为发达国家能源战略的首选目标,有的国家甚至将这一目标定在本世纪中叶。对于中国等发展中国家,大力开发生物质能等新的可再生＂碳基能源＂,同时加速发展＂氢基能源＂,争取提前进入氢能时代,才能实现可持续发展,甚至跨越式发展。制氢技术包括非生物制氢和生物制氢。非生物制氢目前已小量生产和应用,生物制氢的研究也有相当长的时间,其中影响生物制氢进入实用的主要因素是能耗和生产成本过高。因此,如果作为一个孤立的技术系统,生物制氢只能作为战略性项目。首先介绍了生物制氢的主要原理、目前限制生物制氢产业化的关键限制因子;提出了从系统论的原理出发,通过技术集成,突破生物制氢成本的＂瓶颈＂,达到环保和资源利用的双重目的,使其提前实用化;最后,重点阐述了以海水为介质的高盐有机废水的生物制氢技术的研究进展,尤其介绍我国在相关方面的研究进展。     

国际生物制氢相关研究的知识图谱分析

氢气是一种理想的洁净能源。生物制氢技术具有能耗低、环保等优势,是目前国内外研究的热点。从能源和环境角度考虑,发展生物制氢技术都具有重要的意义。通过ISI Web of Knowledge网络数据库检索2000~2008年8月期间生物制氢的相关研究,利用作者共引分析方法,并绘制了知识图谱。该图谱显示出此研究领域存在两大主流学术群体：群体1,其研究焦点为光解水制氢两大类,包括藻类光合制氢和蓝细菌等光合细胞制氢;群体2,其研究聚集在厌氧发酵制氢研究方面,又分为暗发酵制氢和光发酵制氢。其中厌氧发酵制氢的研究人员比较密集,说明这方面的研究是目前该领域的重点。     

厌氧发酵法生物制氢的研究现状和发展前景

氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。本文主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。     

生物制氢技术的研究进展

氢是一种理想的清洁能源 ,生物制氢在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。目前采用的生物制氢技术成本较高 ,使用价格低廉、来源丰富的原料是降低其成本的一条重要途径 ,利用生物质 ,尤其是纤维素类物质制氢是新的发展方向。综述了与微生物制氢有关的酶的作用机制 ,相关菌类的产氢机理及研究进展。     

关于生物制氢

简述了生物制氢发展过程及现今取得的成果。经济发展和人类对能源需求造成了诸如环境污染、常规能源短缺等一系列问题。因此 ,作为一种新型、可再生能源 ,氢能研究已经受到了人们高度重视。与其它制氢方法相比 ,生物制氢有着突出的优点 ,尤其是藻类利用太阳能光解水制氢 ,使人们看到了解决能源问题的希望。     

生物质制氢技术研究进展

氢能以其清洁,来源广泛及用途广等优点成为最有希望的替代能源之一,用可再生能源制氢是氢能发展的必然趋势。由于生物质制氢具有一系列独特的优点,它已成为发展氢经济颇具前景的研究领域之一。生物质制氢技术可以分为两类,一类是以生物质为原料利用热物理化学方法制取氢气,如生物质气化制氢,超临界转化制氢,高温分解制氢等热化学发制氢,以及基于生物质的甲烷、甲醇、乙醇的化学重整转化制氢等;另一类是利用生物转化途径转换制氢,包括直接生物光解,间接生物光解,光发酵,光合异养细菌水气转移反应合成氢气,暗发酵和微生物燃料电池等技术。本文综述了目前主要的生物质制氢技术及其发展概况,并分析了各技术的发展趋势。     

微生物与能源的可持续开发

微生物技术在新能源开发领域中有广阔的应用潜力,对能源的可持续发展具有重要的理论和现实意义.简要叙述了生物柴油、燃料酒精、生物制沼气、生物制氢和微生物电池等新能源的原理、优缺点和开发现状,概述了微生物资源在能源领域的应用,指出发掘新的微生物资源或构建工程菌株、明确微生物作用机理、开发新工艺将会是今后研究的重点.     

生物制氢的现状与发展趋势

氢能是一种理想的能源。生物制氢技术在氢能的研究和开发中占着非常重要的位置。该文介绍了生物制氢的方法和机理,综述了国内外生物制氢的现状和发展趋势并提出了作者的看法。     

微藻光生物水解制氢技术

氢气是未来人类社会可持续发展的理想能源。介绍微藻太阳能光生物水解制氢的研究现状,重点讨论微藻光水解制氢的生物学原理。重点讨论微藻光解水制氢的酶学机理、工艺过程以及当前的主要研究方向。通过比较微藻固氮酶制氢、可逆产氢酶直接光水解制氢、可逆产氢酶间接光水解制氢等技术路线的优缺点,指出利用微藻可逆产氢酶两步法间接光水解制氢最具发展潜力,可望为21世纪的“氢能经济社会”提供大量的氢源。该技术成功的关键在于相关的基因工程和代谢调控研究取得重大突破。     

生物燃料乙醇发展现状、问题与政策建议

生物燃料乙醇是可再生能源的重要组成部分,在替代能源、改善环境,促进农业产业化,实现农业增效、农民增收等方面具有重要作用。目前,我国生物燃料乙醇产业发展还处于起步阶段,其发展尚面临诸多困难和问题。需要坚持非粮为主,鼓励原料多元化;坚持市场化运作,敞开收购生物燃料乙醇;利用好国内国外两个市场、两种资源;制定并实施生物燃料乙醇发展规划;加强生物燃料技术研发和产业体系建设;加强部门之间配合,创造良好的市场环境。     

微生物产氢研究的进展

氢能由于其清洁、高效、可再生的特点而成为一种最有吸引力的化石燃料的替代能源。与传统的热化学和电化学制氢技术相比,生物制氢具有低能耗、少污染等特点。本文主要对各种微生物的生物产氢方法作一综合概括,着重介绍光合紫色非硫细菌(PNS)产氢研究的最新进展。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

Microbial Production of Hydrogen by Mixed Culture Technologies: A Review

With its high energy content and clean combustion, hydrogen is recognized as a renewable clean energy source with enormous potential. Biological hydrogen production is a promising alternative with significant advantages over conventional petroleum‐derived chemical processes. Sustainable hydrogen production from renewable resources such as cassava, wastewater, and other agricultural waste is economically feasible for industrial applications. So far, the major bottlenecks in large‐scale biological hydrogen production are the low production rate and yield. This review discusses the various factors that affect the metabolic pathways of dark hydrogen production, and highlights the state‐of‐the‐art development of mixed culture technology. The aim of this review is to provide suggestions for the future directions of mixed culture technology, as well as by‐product valorization in dark fermentation.     

新型脱氮微生物与水体脱氮新工艺研究进展

氨氮是河流等淡水资源有机污染的主要污染指标之一。生物脱氮具有低成本、高效、无二次污染和易操作等优点,极具发展前景。重点概述了水体净化系统中新型脱氮微生物的种类及研究进展,介绍了厌氧氨氧化、短程硝化-反硝化和分段进水生物脱氮等高效节能新工艺的工艺原理。     

生物产氢研究与进展

就生物产氢的发展、现状及存在的问题、产氢机制等作了较为详细的综述 ,对其发展趋势和应用前景也进行了评述。     

广东土壤科学的发展历程与展望

土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。土壤学是解决人口-资源-环境-粮食矛盾的重要学科之一。广东土壤科学发展历史悠久,在食物安全、环境保护、减少贫困、退化土地恢复重建和生态系统稳定性维持等事关全省发展方面取得了许多重要的成绩,但目前我省面临着人均耕地面积少、后备土壤资源匮乏、土壤肥力下降、土壤环境日趋恶化以及水土流失依然严重等问题,因此我省土壤科学研究也将从生产农学和基础土壤发生学拓展到包括高效持续农业生产、土壤变化与全球气候变化相互关系、土壤可持续利用、数字化与信息化土壤、土壤污染监测及其修复等多功能的研究领域。     

超临界水处理生物质制氢技术

简要论述了工业制氢的常用方法及各自的优缺点。基于目前国际上的最新研究动向,重点就超临界水催化汽化生物质制氢技术的研究现状进行了归纳和综述。认为超临界水催化生物质制氢技术具有环境友好、资源可再生以及效率高等技术优势,具有良好开发前景,应该予以重视。重点讨论了目前研究工作所取得的成果、面临的主要技术问题和可能的解决途径,指出了未来的重点研究方向。     

武汉市造纸行业资源代谢分析

资源代谢问题是造成产业系统生态环境影响的主要原因.在分析武汉市造纸行业资源代谢的基础上从资源输入-资源使用-环境胁迫-系统循环共生4个方面构建武汉市造纸行业资源代谢分析指标体系.运用模糊综合评判法和问题树模型对2007年武汉市造纸业的原材料、水、能源等资源的代谢与全国造纸行业平均水平进行了比较分析.结果表明:(1)武汉市造纸业资源代谢水平总体上评价等级为优,但某些指标与全国平均水平比还略有差距;(2)从资源输入角度分析,原材料输入生态效率及水资源输入生态效率等级为优,能源输入生态效率等级为良;(3)从资源使用角度分析,单位产品的原材料消耗及单位产品的水资源消耗等级为优,单位产品的能源消耗等级为良;(4)从环境胁迫角度分析,单位污染物工业总产值及单位产品污染物排放等级均为优,污染物达标排放率等级为良;(5)从系统循环共生分析,企业清洁生产达标率等级为良,资源持续利用及污染物治理等级为优,而中水回用率等级为差.通过代谢分析可得,武汉市造纸行业能源输入生态效率、单位产品能源消耗与全国平均水平比还有一定距离,整个行业中企业清洁生产比例还具有提升的空间;中水回用方面较弱,需要特别加强.