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內(nèi)容簡介:　　《發(fā)酵法生物制氫原理與技術(shù)》以發(fā)酵法生物制氫理論研究和技術(shù)創(chuàng)新為主線，系統(tǒng)總結(jié)了任南琪教授及其團(tuán)隊30余年來在發(fā)酵法生物制氫領(lǐng)域取得的理論與技術(shù)成果。在闡述生物制氫技術(shù)基本理論和研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，重點介紹了發(fā)酵產(chǎn)氫菌種資源開發(fā)，發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌的生理生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)機(jī)制，發(fā)酵產(chǎn)氫微生物的生態(tài)學(xué)以及群落演替的定向調(diào)控策略，代表性發(fā)酵制氫設(shè)備CSTR的研制、調(diào)控運行、化學(xué)與生物強(qiáng)化技術(shù)，以及在此基礎(chǔ)上開展的中試研究和規(guī)模化生產(chǎn)試驗等成果，最后分析了技術(shù)發(fā)展面臨的瓶頸和關(guān)鍵科學(xué)問題，并介紹了問題解決的思路和探索性研究成果。

作者簡介:

目錄:目錄
叢書序
序
前言
第1章 概述 1
1.1 生物制氫技術(shù)的發(fā)展歷程 1
1.1.1 產(chǎn)生背景 1
1.1.2 生物制氫的內(nèi)涵和方法 2
1.2 生物制氫技術(shù)原理 4
1.2.1 光解水制氫 4
1.2.2 光發(fā)酵制氫 5
1.2.3 暗發(fā)酵制氫 6
1.3 發(fā)酵法生物制氫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 7
1.3.1 技術(shù)優(yōu)勢 7
1.3.2 研究進(jìn)展 8
參考文獻(xiàn) 13
第2章 生物化學(xué)機(jī)制 20
2.1 發(fā)酵產(chǎn)氫微生物及其生理特性 20
2.1.1 光發(fā)酵產(chǎn)氫微生物 20
2.1.2 暗發(fā)酵產(chǎn)氫微生物 26
2.1.3 產(chǎn)乙醇桿菌屬微生物 28
2.2 發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的平衡體系 34
2.2.1 氧化還原電位 34
2.2.2 有機(jī)酸的電離平衡 35
2.2.3 細(xì)胞內(nèi)碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng) 37
2.3 細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氫代謝途徑 40
2.3.1 發(fā)酵類型的形成機(jī)制 40
2.3.2 發(fā)酵途徑 43
2.3.3 產(chǎn)氫機(jī)制 52
2.4 發(fā)酵產(chǎn)氫酶基因的克隆與表達(dá) 59
2.4.1 氫化酶 60
2.4.2 氫化酶基因的克隆與表達(dá) 61
2.4.3 乙酸激酶基因的克隆與表達(dá) 68
2.4.4 乙醇脫氫酶及乙醛乙醇脫氫酶基因的克隆與表達(dá) 74
2.4.5 L-乳酸脫氫酶基因的克隆與表達(dá)及敲除載體構(gòu)建 88
2.5 產(chǎn)氫代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)的生理調(diào)控 97
2.5.1 亞鐵離子的調(diào)控作用 97
2.5.2 鎂離子的調(diào)控作用 101
2.5.3 L-半胱氨酸的調(diào)控作用 105
參考文獻(xiàn) 108
第3章 生理生態(tài)學(xué) 117
3.1 生態(tài)因子及作用 117
3.1.1 光發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌 117
3.1.2 暗發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌 125
3.1.3 生態(tài)因子的綜合作用 159
3.2 種群生態(tài)學(xué) 169
3.2.1 產(chǎn)氫微生物的增長模式 169
3.2.2 混合菌群發(fā)酵系統(tǒng)的種群多樣性 177
3.2.3 種間關(guān)系 178
3.3 群落生態(tài)學(xué) 188
3.3.1 微生物群落與群落演替 188
3.3.2 定向演替與限制因子 195
3.3.3 pH主導(dǎo)的群落演替 196
3.3.4 ORP主導(dǎo)的群落演替 199
3.3.5 pH和ORP協(xié)同的群落演替 201
3.4 頂極群落的產(chǎn)氫性能與穩(wěn)定性 204
3.4.1 產(chǎn)氫性能 204
3.4.2 pH影響下的運行穩(wěn)定性 209
3.4.3 容積負(fù)荷影響下的穩(wěn)定性 212
參考文獻(xiàn) 217
第4章 發(fā)酵法生物制氫工藝及過程調(diào)控 222
4.1 連續(xù)流發(fā)酵制氫工藝 222
4.1.1 連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器 223
4.1.2 膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器 225
4.1.3 厭氧折流板反應(yīng)器 226
4.2 CSTR制氫反應(yīng)器的放大 229
4.2.1 流場數(shù)值模擬 229
4.2.2 放大準(zhǔn)則 252
4.2.3 反應(yīng)器放大 253
4.3 接種污泥的預(yù)處理 255
4.3.1 好氧活性污泥的預(yù)處理 255
4.3.2 厭氧顆粒污泥的預(yù)處理 262
4.3.3 污泥預(yù)處理對ACR系統(tǒng)產(chǎn)氫性能的影響 268
4.4 反應(yīng)器啟動的污泥負(fù)荷調(diào)控 273
4.4.1 首次啟動 274
4.4.2 降低負(fù)荷啟動 276
4.4.3 分析與討論 278
4.5 容積負(fù)荷的過程調(diào)控 281
4.5.1 HRT調(diào)控 281
4.5.2 HRT與COD濃度的聯(lián)合調(diào)控 286
4.5.3 過酸狀態(tài)的恢復(fù)調(diào)控 288
4.6 發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的化學(xué)強(qiáng)化 292
4.6.1 亞鐵離子 292
4.6.2 半胱氨酸 298
4.7 發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的生物強(qiáng)化 302
4.7.1 可行性試驗 303
4.7.2 CSTR發(fā)酵制氫系統(tǒng)的生物強(qiáng)化 308
參考文獻(xiàn) 312
第5章 發(fā)酵法生物制氫中試研究與示范工程 320
5.1 中試研究 321
5.1.1 裝置及運行調(diào)控 321
5.1.2 啟動與運行 323
5.1.3 發(fā)酵產(chǎn)氫特征 326
5.2 有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫示范工程 328
5.2.1 工程概況 329
5.2.2 工藝流程及運行控制 329
5.2.3 CSTR的啟動 333
5.2.4 CSTR的常規(guī)運行 335
5.2.5 CSTR的生物強(qiáng)化 337
5.2.6 成本分析 339
5.3 技術(shù)綜合效率評價 342
5.3.1 評價方法 342
5.3.2 接種污泥預(yù)處理 345
5.3.3 反應(yīng)器 348
5.3.4 發(fā)酵物料 353
5.4 示范工程綜合效率評價 359
5.4.1 基本數(shù)據(jù) 359
5.4.2 能值計算 360
5.4.3 綜合效率計算與評價 360
參考文獻(xiàn) 363
第6章 發(fā)展與展望 369
6.1 關(guān)鍵問題 369
6.2 聯(lián)合工藝技術(shù) 372
6.2.1 暗發(fā)酵-光發(fā)酵聯(lián)合工藝 372
6.2.2 暗發(fā)酵-微生物電化學(xué)系統(tǒng)聯(lián)合工藝 376
6.2.3 氫氣-甲烷聯(lián)產(chǎn)工藝 386
6.3 展望 389
參考文獻(xiàn) 391
附錄 縮略語（英漢對照） 399
術(shù)語索引 404
微生物學(xué)名索引 408
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