营养及水力条件影响光合细菌生物膜生长特性实验

对平板式生物膜反应器内,流量及底物浓度范围分别为37.8~1080ml/h、0.05~10g/L的不同生长条件下光合产氢细菌生物膜生长特性进行了实验研究,讨论了不同水力及营养条件对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明,不同水力及营养条件对生物膜生长速率及结构具有重要影响。在相同的时间间隔内,在高流速条件下光合细菌菌落生长较快,但过高的液体流速会导致部分生物膜脱落;高流速条件易使生物膜形成薄而致密的结构。光合细菌生物膜在循环液底物浓度较高时生长较快,密度也最高;而贫营养条件可以促成结构疏松生物膜在固液界面的形成,这种生物膜结构有利于微生物在低底物浓度条件下底物在生物膜内的传输。     

初始底物浓度对序批式培养光合细菌产氢动力学影响

实验研究了初始底物浓度对序批式培养光合细菌生长、降解及产氢过程的影响,根据最大比生长速率实验数据拟合得到其关于初始底物浓度影响的关联式,并在建立的修正Monod模型基础上建立了光合细菌比生长速率、基质比消耗速率和比产氢速率关于底物初始浓度影响的数学模型,模型预测值与实验结果在光合细菌生长期和稳定期内得到较好吻合,反映了光合细菌生长、降解和产氢过程中受底物初始浓度限制性和抑制性影响的基本规律。分析发现光合细菌生长、降解基质和产氢过程中最适底物浓度为50 mmol/L,初始底物浓度低于或高于该浓度时,光合细菌生长、降解及产氢过程都受到限制性或抑制性影响,且抑制性影响较限制性影响效果更明显;底物比消耗速率受初始底物浓度影响较小。