李建政

基本信息 科学研究 论文专著 教育教学 最新动向 新建主栏目 基本信息 名称 姓名：李建政 性别：男 出生年月：1965.12 职称：教授/博导 所在部门：城市水资源与水环境国家重点实验室，环境学院 通讯地址：哈尔滨市南岗区黄河路73号，哈工大二学区环境学院1414室 邮编：150090 电话/传真：0451-86283006 电子邮箱：ljz6677@163.com 荣誉称号 名称 “黑龙江省优秀中青年专家” 学术兼职 名称 中国可再生能源学会生物质能专业委员会（中国生物质能学会）委员 中国可再生能源学会氢能专业委员会委员 中国环境科学学会第八届理事会理事 中国工程建设标准化协会工业给水排水专业委员会专家 国际水协会（IWA）中国厌氧消化委员会委员 《太阳能学报》编委 工作经历 名称 时间 工作经历 1987.06-1994.09 平顶山工学院，教师 2000.01-2001.12 哈尔滨工业大学环境科学与工程，博士后 2002.12-2004.12 哈尔滨工业大学环保科技股份有限公司，博士后 2000.04-2001.11 哈尔滨工业大学，讲师 2001.12-2005.07 哈尔滨工业大学，副教授 2005.07-至今 哈尔滨工业大学，教授/博导 2007.12-2008.02 康涅狄格大学访问学者 2010.09-2011.05 普渡大学访问教授 教育经历 名称 1984.09-1987.06 信阳师范学院生物专业 1994.09-1997.07 哈尔滨建筑大学环境工程专业硕士 1997.09-1999.12 哈尔滨建筑大学环境工程专业博士 2000.01-2001.12 哈尔滨工业大学环境科学与工程博士后 2002.12-2004.12 哈尔滨工业大学环保科技公司博士后 研究领域 名称 有机废水的厌氧生物处理技术研究。以不断提高厌氧生物处理系统的效能为核心，广泛开展厌氧微生物学、生理生态学、生物相分离技术、厌氧处理设备和厌氧生物处理系统的控制技术等研究，同时结合氢气、沼气、单细胞蛋白、有机肥和清洁水等资源回收技术研究，研发有机废水全程资源化处理技术。 生物质资源化能源化生物炼制理论与技术。以作物秸秆的资源化与能源化为目标，开展生物质预处理、产酸发酵、甲烷发酵、丁醇发酵发酵等理论研究与技术研发。 养殖场废弃物的沼气发酵与资源技术。为治理诸如养牛、养鸡和养猪之类的养殖场废弃物所造成的环境污染，开展有机固体废弃物的干式发酵和湿式发酵理论和技术研究，在治理和处置养殖场废弃物、农业废弃物和城镇垃圾的同时，生产有机肥，回收沼气。 同型产乙酸菌菌种资源与应用技术研究。分离筛选同型产乙酸菌并对其生理生化特性进行研究，以开发具有工业化应用前景的菌种资源；以同型产乙酸培养为基础的二氧化碳生物固定与脂肪酸、醇等化学品的生物制备技术与理论研究。 农村改厕关键技术产品研发。针对我国农村地区，尤其是高海拔寒冷地区及干旱地区农村厕所存在的普遍问题，开发病原体抑制复合菌剂、厕所粪污低温降解复合菌剂，研发粪污原位高值化堆肥技术、高浓度粪污生物强化处理技术，研制粪污交替式处理和低温堆肥技术及装备等。 奖项成果 名称 乙醇型发酵生物制氢技术，国家科学技术发明二等奖（2007） 有机废水发酵法生物产氢理论与技术，黑龙江省科学技术（发明类）一等奖（2006） 高浓度难降解有机废水生物处理成套技术，黑龙江省科技进步二等奖 (2002) 泉州锦兴皮业有限公司制革污水治理工程，高校服务海西产学研优秀合作项目（2009） 有机-无机复合肥料制粒剂，哈尔滨市科学技术三等奖（2009） 高寒地区生活污水处理工艺及回用技术研究与示范工程，国家环保部环境保护科学技术三等奖（2010） 承担主要课题 项目名称 有机废水发酵法生物制氢技术生产性示范工程 项目来源 国家863计划项目（2003AA515030） 开始时间 2003-01-01 结束时间 2005-12-01 项目经费 60万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 厌氧生物处理系统中产氢产乙酸菌的生理生态学与工程调控对策研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目（50378025） 开始时间 2004-01-01 结束时间 2006-12-01 项目经费 25万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 强化发酵制氢系统产氢效能的技术与设备 项目来源 国家863计划项目（2006AA05Z109） 开始时间 2006-11-01 结束时间 2008-12-01 项目经费 100万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 冰封期复合污染高效去除技术研究与工程示范 项目来源 国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题（2008ZX07207-005） 开始时间 2008-01-01 结束时间 2010-12-01 项目经费 342万元 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 厌氧处理系统中产氢产乙酸菌分解代谢的反馈调节机制及功能调控策略 项目来源 城市水资源与水环境国家重点实验室自主课题（2010DX06） 开始时间 2010-07-01 结束时间 2012-06-01 项目经费 24万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 有机废水厌氧处理系统中产氢产乙酸菌分解代谢的反馈调节机制及功能调控策略 项目来源 国家自然科学基金面上项目（51178136） 开始时间 2012-01-01 结束时间 2014-12-01 项目经费 60万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 马家沟城镇污水深度减排技术集成与工程示范——养猪废水处理技术 项目来源 国家水体污染控制与治理科技重大专项项目子课题（2013ZX07201007-002-03） 开始时间 2013.01 结束时间 2018.12 项目经费 65万元 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 基于羧酸平台的木质纤维素发酵产丁醇理论与技术 项目来源 城市水资源与水环境国家重点实验室自主课题（2013DX11） 开始时间 2013.07 结束时间 2015.06 项目经费 24万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 养猪场废水处理技术研究 项目来源 黑龙江省应用技术研究与开发计划项目（GC13C303） 开始时间 2013.11 结束时间 2015.10 项目经费 110万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 基于羧酸平台的木质纤维素丁醇发酵关键技术与理论研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目（51478141） 开始时间 2015.01 结束时间 2018.12 项目经费 81万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 丙酸氧化型产氢产乙酸菌与产甲烷菌的种间电子传递过程优化及机理解析 项目来源 城市水资源与水环境国家重点实验室2016年度自主课题(2016DX06) 开始时间 2016.01 结束时间 2018.06 项目经费 23万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 基于羧酸平台的木质纤维素丁醇发酵关键技术与理论研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目（51478141） 开始时间 2015.01 结束时间 2018.12 项目经费 81万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 厌氧消化系统主要功能菌群的信号调节机制及控制策略 项目来源 国家自然科学基金面上项目（51778171） 开始时间 2018.01 结束时间 2021.12 项目经费 60万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 厌氧消化系统颗粒污泥性状的过程调控及功能菌群群体感应调节机制 项目来源 城市水资源与水环境国家重点实验室2019年度自主课题(2019DX03) 开始时间 2019.01 结束时间 2021.06 项目经费 20万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 秸秆能源化生物炼制关键技术及代谢调控机制 项目来源 黑龙江省自然科学基金重点项目（ZD2021E003） 开始时间 2021.07 结束时间 2024.06 项目经费 50万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 简单介绍 项目名称 秸秆发酵联产氢烷和丁醇的光电催化强化技术与机制 项目来源 生物质能源开发利用国家地方联合工程研究中心重点基金项目 开始时间 2022.01 结束时间 2023.12 项目经费 10万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 养猪场废水植物营养元素及抗生素抗性基因的ZVI强化去除技术与机制 项目来源 城市水资源与水环境国家重点实验室2022年度探索类自主课题(2022TS09) 开始时间 2022.01 结束时间 2024.06 项目经费 10万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 主要工程项目 名称 有机废水发酵法生物制氢技术示范工程（哈尔滨，2002-2007） 糠醛生产废水处理工程（黑龙江，2004-2006） 晋江锦兴皮业有限公司制革废水处理工程（福建，2007-2009） 漳浦阳光皮业有限公司制革废水处理工程（福建，2008-2009） 赤湖工业园区大洋集团制革废水处理工程（福建，2010-） 专利 专利名称 折流发酵制氢反应设备 专利号 ZL 2004 1 0044082.6 发明人 李建政，任南琪，朱葛夫 申请时间 2006-07-05 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 工业化生物制氢菌种连续流培养及生物制氢系统强化方法 专利号 ZL200510010383.1 发明人 任南琪，李建政，秦智，丁杰 申请时间 2007-07-15 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 生物质梯级发酵产氢的方法 专利号 ZL 200810137399.2 发明人 李建政，昌盛，王淑静，李伟光 申请时间 2011-08-10 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种检测厌氧活性污泥中产氢氢化酶活性的方法 专利号 ZL200910071400.0 发明人 李建政，郑国臣，王硕，蒋凡 申请时间 2011-07-27 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 厌氧接触式产酸发酵制氢反应设备 专利号 ZL200710144460.1 发明人 李建政，昌盛 申请时间 2011-08-31 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种基于羧酸平台的水稻秸秆分相生物转化丁醇的方法 专利号 ZL201710703075.X 发明人 李建政，迟雪，王鑫，张亚非 申请时间 2017-08-02 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 高效废水生物处理厌氧折流反应设备 专利号 ZL 2004 2 0063866.9 发明人 李建政，朱葛夫 申请时间 2005-11-16 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 工业化发酵制氢反应设备 专利号 ZL 2005 2 0021661.9 发明人 任南琪，李建政，秦智，丁杰 申请时间 2007-02-07 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种生物强化预处理剩余污泥的方法 专利号 ZL201210024359.3 发明人 于淑玉，李建政，张光明，万甜 申请时间 2013-08-28 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置及工艺 专利号 ZL201210073987.0 发明人 李建政，陈青松，柯伟士，李怀 申请时间 2016-04-06 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种铬泥酸浸水的深度回用系统及工艺 专利号 ZL201210216346.6 发明人 李建政，李怀，柯伟士，陈青松 申请时间 2016-05-18 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种高氨氮低碳氮比养猪废水缓释碳源生化脱氮处理装置处理养猪废水的方法 专利号 ZL 201510063903.9 发明人 李建政，谢荣，孟佳，李玖龄 申请时间 2016-05-18 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 利用低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置处理养猪废水的方法 专利号 ZL201510063905.8 发明人 李建政，孟佳，李玖龄，邓凯文 申请时间 2017-01-11 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种铬鞣废水的资源化处理系统 专利号 ZL201120370459.2 发明人 李建政，李坏，柯伟士，陈青松，李尧 申请时间 2012-06-06 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置 专利号 ZL201120105518.8 发明人 李建政，陈青松，柯伟士，李怀 申请时间 2012-08-03 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种铬泥酸浸水的深度回用系统 专利号 ZL201220305959.2 发明人 李建政，李坏，柯伟士，陈青松 申请时间 2013-02-20 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置 专利号 ZL201520087042.3 发明人 李建政，孟佳，李玖龄，邓凯文 申请时间 2015-07-01 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种高氨氮低碳氮比养猪废水缓释碳源生化脱氮处理装置 专利号 ZL201520087025.X 发明人 李建政，谢荣，孟佳，李玖龄 申请时间 2015-02-06 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 高效复合填料生物滤池 专利号 ZL 201320234736.6 发明人 李建政，赵博玮，赵宗亭，鲍立新，王志刚，林庆英 申请时间 2013-09-18 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种可编程控制的四通道阀门装置及其使用方法 专利号 ZL 2017 1 0758044.4 发明人 李建政，孙振举，张永，孟佳，闵祥发 申请时间 2017-08-29 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 升流式内循环微氧生物反应器 专利号 ZL2017209562107 发明人 李建政，孙振举，孟佳，闵祥发 申请时间 2018-03-09 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种可编程控制的四通道阀门装置 专利号 ZL2017210915701.X 发明人 李建政，孙振举，张永，孟佳，闵祥发 申请时间 2018-03-09 专利类别 使用新型 简单介绍 专利名称 一种同步高效检测污泥中多类抗生素残留量的方法 专利号 ZL202010509595.9 发明人 孟佳，田雅婕，李建政，饶一夫 申请时间 2020-09-25 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种自组装纳米生物催化剂及其制备方法和在丁醇生产中的应用 专利号 ZL202110439068.X 发明人 孟佳，李建政，王鑫，李纤慧 申请时间 2021-04-22 专利类别 发明 简单介绍 出版物 名称 （1）任南琪，李建政. 发酵法生物制氢原理与技术. 北京：科学出版社，2017.10 （2）李建政. 环境毒理学（第二版）. 化学工业出版社，2010.5 （3）李建政. 环境毒理学（第一版）. 化学工业出版社，2005.10 （4）李建政, 任南琪. 污染控制微生物生态学. 哈尔滨工业大学出版社，2005.7 （5）李建政. 环境工程微生物学. 化学工业出版社，2004.6 （6）李建政, 汪群慧. 废物资源化与生物能源. 化学工业出版社，2004.3 （7）任南琪, 李建政. 环境污染防治中的生物技术. 化学工业出版社，2004.3 论文期刊 论文标题 生物制氢技术的研究与发展 作者 李建政，任南琪 发表时间 期刊名称 能源工程 期卷 2001, 2: 18-20 简单介绍 论文标题 有机废水发酵法生物制氢中试研究 作者 李建政、任南琪、林明、王勇 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2002, 23（2）：252-256 简单介绍 论文标题 产酸发酵细菌产氢机理探讨 作者 任南琪、李建政、林明、王勇 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2002, 23（1）：124-128 简单介绍 论文标题 不同产酸发酵菌群产氢能力的对比与分析 作者 任南琪、秦智、李建政 发表时间 期刊名称 环境科学 期卷 2003, 24（1）：70-74 简单介绍 论文标题 丁酸型发酵产氢的运行稳定性 作者 秦智，任南琪，李建政 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2004，25（1）：46-51[ 简单介绍 论文标题 发酵产氢细菌的紫外线诱变筛选高产菌株 作者 李永峰，李建政，任南琪，林海龙，王兴祖，郑国香，崔有贵 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2004，55（增刊）：119-121 简单介绍 论文标题 厌氧发酵产氢系统的启动与乙醇型发酵优势菌群的建立 作者 李建政，任南琪，秦智，李永峰 发表时间 期刊名称 高技术通讯 期卷 2004，14（9）：90-94 简单介绍 论文标题 活性污泥的连续流发酵产氢实验研究 作者 李建政，李楠，张妮，欧阳红 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2004，55（增刊）：75-79 简单介绍 论文标题 利用厌氧折流反应系统进行有机废水发酵制氢 作者 李建政，朱葛夫，欧阳红，郭小宇，靳慧征 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2004，55（增刊）：70-74 简单介绍 论文标题 有机废水产酸发酵典型类型的产氢能力 作者 李建政，任南琪，秦智 发表时间 期刊名称 武汉理工大学学报 期卷 2006， 28（增刊）Ⅱ:191-195 简单介绍 论文标题 ABR大豆蛋白废水处理系统的产氢性能分析 作者 朱葛夫，李建政，吕炳南，林芝红 发表时间 期刊名称 武汉理工大学学报 期卷 . 2006，28（增刊）Ⅱ:196-201 简单介绍 论文标题 有机负荷对厌氧活性污泥发酵产氢系统的影响 作者 李建政，朱葛夫，张妮，刘乾亮 发表时间 期刊名称 武汉理工大学学报 期卷 2006，28（增刊）Ⅱ:202-208 简单介绍 论文标题 HRT对发酵产氢厌氧活性污泥系统的影响 作者 李建政，张妮，李楠，王兴祖 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2006，38（11）：1840-1843%2B1846 简单介绍 论文标题 Biohydrogen production from molasses by anaerobic fermentation with a pilot-scale bioreactor system 作者 Nanqi Ren，Jianzheng Li, Baikun Li, Yong Wang, Shirui Liu 发表时间 期刊名称 International journal of hydrogen energy 期卷 2006, 31: 2147-2157 简单介绍 论文标题 Study of hydrogen from renewable organic wastes as a new energy for residential buildings in cold climates 作者 LI Jian-zheng, ZHU Ge-fu, LV Bing-nan, REN Nan-qi 发表时间 期刊名称 Journal of Harbin Institute of Technology 期卷 2007, 14:465-469 简单介绍 论文标题 Hydrogen production from diluted molasses by anaerobic hydrogen producing bacteria in an anaerobic baffled reactor (ABR) 作者 Jianzheng Li，Baikun Li，Gefu Zhu，Nanqi Ren，Lixin Bao，Junguo He 发表时间 期刊名称 International journal of hydrogen energy 期卷 2007,32: 3274-3283 简单介绍 论文标题 有机负荷对连续流厌氧发酵产氢系统的影响 作者 鲍立新，李建政，刘乾亮，张妮 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2007,39(8):1266-1269 简单介绍 论文标题 用CODEHOP设计筒并引物克隆B49乙酸激酶基因片段 作者 任南琪，林海龙，李建政，郑国香，李永丰，于振国，张昆 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2007, 39(8): 1225-1229 简单介绍 论文标题 发酵生物制氢反应器的产氢菌生物强化作用研究 作者 秦智，任南琪，李建政 发表时间 期刊名称 环境科学 期卷 2007, 28(12): 2843-2848 简单介绍 论文标题 厌氧活性污泥微生物群落的SSCP分析条件优化 作者 鲍立新, 李建政, 赵焱, 郑国程 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2008, 26(2): 28-32 简单介绍 论文标题 Anaerobic biohydrogen production from monosaccharides by a mixed microbial community culture 作者 Li Jianzheng, Ren Nanqi, Li Baikun, Qin Zhi, He Junguo 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2008, 99(14): 6528-6537 简单介绍 论文标题 一株产氢产乙酸菌的生长条件及产乙酸特性 作者 李建政，刘枫，郭小宇，马超 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2008, 26(5): 26-30 简单介绍 论文标题 The performance and phase separated characteristics of an anaerobic baffled reactor treating soybean protein processing wastewater 作者 Ge-Fu Zhu, Jian-Zheng Li, Peng Wua, Hui-Zheng Jin, Zheng Wang 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2008, 99: 8027–8033 简单介绍 论文标题 产氢菌的投加方式对强化发酵菌群产氢的影响 作者 秦智，任南琪，李建政 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2008, 29(7): 883-887 简单介绍 论文标题 Performance and microbial community analysis of an anaerobic baffled reactor treating molasses wastewater 作者 Sheng Chang, Jianzheng Li, Feng Liu, Yan Zhao 发表时间 期刊名称 Journal of Biotechnology, 期卷 2008, 136: S636 简单介绍 论文标题 Hydrogen-producing capability of anaerobic activated sludge in three types of fermentations in a continuous stirred-tank reactor 作者 Jianzheng Li, Guochen Zheng, Junguo He, Sheng Chang, Zhi Qin 发表时间 期刊名称 Biotechnology Advances 期卷 2009, 27 (5) : 573–577 简单介绍 论文标题 一种产氢产乙酸菌互营共培养体的筛选及其群落结构解析 作者 李建政，孙倩，刘枫，高晨晨 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2009，27（16）：78-82 简单介绍 论文标题 厌氧接触发酵制氢反应器的启动和运行特性 作者 李建政，李伟光，昌盛，刘枫，王淑静，郑国臣 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2009，27（14）：90-93 简单介绍 论文标题 产氢产乙酸菌株AX2的生长条件及产乙酸特性 作者 李建政, 马超, 郭晓宇 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2009，41（4）：100-103 简单介绍 论文标题 活性污泥的热处理及其发酵产氢特性 作者 李建政，王淑静，昌盛，刘枫，李伟光，郑国臣 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2009，27（12）：75-78 简单介绍 论文标题 利用Ethanoligenens harbinense R3连续培养的CSTR的启动与运行 作者 李永峰，王璐，李建政, 刘晓烨, 杨传平, 任南琪 发表时间 期刊名称 环境科学学报 期卷 2009，29（8）：1624-1628 简单介绍 论文标题 ABR发酵产氢系统的控制运行及产氢效能 作者 李建政，蒋凡，郑国臣 发表时间 期刊名称 环境科学学报 期卷 2010，30（1）：79-87 简单介绍 论文标题 Optimization of Dry Anaerobic Fermentation of Solid Organic Waste 作者 Jha Ajay Kumar, Jian Zheng Li, Jun Guo He, Sheng Chang 发表时间 期刊名称 Advanced Materials Research 期卷 2010, Volumes 113-116: 740-743 简单介绍 论文标题 产氢产乙酸互营共培养体7-m-2a的生长代谢特性 作者 刘枫; 李建政; 昌盛; 陈忠林 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2010, 42(6): 890-892 简单介绍 论文标题 Optimization of detecting hydrogenase activity for acidogenic fermentation of activated sludge 作者 ZHENG Guo-chen, HE Jun-guo, LI Jian-zheng, AJAY Kumar Jha, ZHANG Li-guo 发表时间 期刊名称 Journal of Harbin Institute of Technology (New Series) 期卷 2010, 17(5):721-725 简单介绍 论文标题 生物制氢反应器产氢产乙酸菌群对挥发酸的转化 作者 秦智; 任南琪; 李建政 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2010, 31(4): 407-411 简单介绍 论文标题 Evaluation of different pretreatment methods for preparing hydrogen-producing seed inocula from waste activated sludge 作者 Sheng Chang, Jianzheng Li, Feng Liu 发表时间 期刊名称 Renewable Energy 期卷 2011, 36 (5): 1517-1522 简单介绍 论文标题 Continuous biohydrogen production from diluted molasses in an anaerobic contact reactor 作者 Sheng Chang, Jianzheng Li, Feng Liu. 发表时间 期刊名称 Frontiers of Environmental Science & Engineering in China 期卷 2011, 5 (1) 140-148 简单介绍 论文标题 Effect of initial substrate and biomass concentrations on anaerobic fermentative hydrogen production in batch reactors 作者 Chang Sheng, Li Jian-zheng, Liu Feng, WANG Shu-jing 发表时间 期刊名称 Journal of Harbin Institute of Technology 期卷 2011,18(6): 11-15 简单介绍 论文标题 不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响 作者 李建政，昌盛，刘枫 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2011, 43(6): 45-50 简单介绍 论文标题 Assessment of the Effects of Dry Anaerobic Co-digestion of Cow Dung with Waste Water Sludge on Biogas Yield and Biodegradability 作者 Jianzheng Li, Ajay Kumar Jha, Junguo He, Qiaoying Ban, Sheng Chang and Peng Wang 发表时间 期刊名称 nternational Journal of the Physical Sciences 期卷 2011, 6(15): 3679-3688 简单介绍 论文标题 厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用 作者 李建政，许一平，张立国，班巧英 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2011, 29（24）：29-32 简单介绍 论文标题 厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸作用及其控制 作者 昌盛, 李建政, 李伟光, 刘枫, 王淑静 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2011, 32(4): 439-445 简单介绍 论文标题 一个产氢产乙酸互营共培养体的培养基优化 作者 李建政，高晨晨，张立国，刘崇，金羽，张岩 发表时间 期刊名称 哈尔滨工业大学学报 期卷 2011, 43(10): 1569-1573 简单介绍 论文标题 不同预处理温度对厌氧颗粒污泥发酵产氢的影响 作者 王淑静，李建政，昌盛，王占北 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2011, 62(3): 811-815 简单介绍 论文标题 Effect of illumination on the hydrogen-production capability of anaerobic activated sludge 作者 Guochen ZHENG, Jianzheng LI, Feng ZHAO, Liguo ZHANG, Li WEI, Qiaoying BAN 发表时间 期刊名称 Front. Environ. Sci. Engin. 期卷 2012, 6(1): 125–130 简单介绍 论文标题 Metabolic Pathways of Hydrogen Production in Fermentative Acidogenic Microflora 作者 Liguo Zhang, Jianzheng Li, Qiaoying Ban, Junguo He, Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 Journal of Microbiology and Biotechnology 期卷 2012, 22(5): 668-673 简单介绍 论文标题 Syntrophic Propionate Degradation in Anaerobic Digestion: A Review 作者 JIANZHENG LI, QIAOYING BAN, LIGUO ZHANG AND AJAY KUMAR JHA 发表时间 期刊名称 International Journal of Agriculture & Biology 期卷 2012, 14(5): 843-850 简单介绍 论文标题 Effect of different gas releasing methods on anaerobic fermentative hydrogen production in batch cultures 作者 Sheng Chang, Jian-Zheng Li, Feng Liu 发表时间 期刊名称 Frontiers of Environmental Science & Engineering 期卷 2012, 6 (6):901-906 简单介绍 论文标题 CSTR和ACR丁酸型发酵制氢系统的运行特性比较 作者 李建政,于泽,昌盛,苏晓煜 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2012, 63(5): 1551-1557 简单介绍 论文标题 Fermentative Hydrogen Production from Soybean Protein Processing Wastewater in an Anaerobic Baffled Reactor (ABR) Using Anaerobic Mixed Consortia 作者 Ge-fu Zhu & Jian-zheng Li & Chao-xiang Liu 发表时间 期刊名称 Appl Biochem Biotechno 期卷 2012, 168: 91–105 简单介绍 论文标题 发酵水稻秸秆产酸复合菌群的筛选与评价 作者 李建政，宋钧玲，艾斌凌 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2012, 30(35): 53-57 简单介绍 论文标题 Effect of Initial Sludge Loading Rate on the Formation of Ethanol Type Fermentation for Hydrogen Production in a Continuous Stirred-Tank Reactor 作者 Jianzheng Li, Binling Ai, and Nanqi Ren 发表时间 期刊名称 Environmental Progress & Sustainable Energy 期卷 2013, 32(4): 1271-1279 简单介绍 论文标题 Butyric Acid Fermentation from Rice Straw with Undefined Mixed Culture: Enrichment and Selection of Cellulolytic Butyrate-Producing Microbial Community 作者 Binling Ai, Jianzheng Li, Junling Song, Xue Chi, Jia Meng, Liguo Zhang and Qiaoying Ban 发表时间 期刊名称 International Journal of Agriculture & Biology 期卷 2013, 15(6): 1075？1082 简单介绍 论文标题 Quantitative Analysis of Previously Identified Propionate-Oxidizing Bacteria and Methanogens at Different Temperatures in an UASB 作者 Qiaoying Ban, Jianzheng Li, Liguo Zhang, Ajay Kumar Jha & Yupeng Zhang 发表时间 期刊名称 Appl Biochem Biotechnol 期卷 2013, 171: 2129–2141 简单介绍 论文标题 Syntrophic propionate degradation response to temperature decrease and microbial community shift in an UASB reactor 作者 Ban, Qiaoying; Jianzheng Li, Liguo Zhang, Ajay Kumar Jha, Yupeng Zhang, and Binling Ai 发表时间 期刊名称 Journal of Microbiology and Biotechnology 期卷 2013, 23(3):382-389 简单介绍 论文标题 Linking Performance with Microbial Community Characteristics in an Anaerobic Baffled Reactor 作者 Qiaoying Ban & Jianzheng Li & Liguo Zhang & Ajay Kumar Jha & Loring Nies. 发表时间 期刊名称 Appl Biochem Biotechnol 期卷 2013, 169: 1822–1836 简单介绍 论文标题 同型产乙酸菌株CA3及其发酵葡萄糖产乙酸条件优化 作者 李建政，尤立剑，刘崇，班巧英 发表时间 期刊名称 科技导报 期卷 2013, 31(31): 20-24 简单介绍 论文标题 ABR发酵系统运行特性及产氢效能研究 作者 郑国臣，李建政，昌盛，张照韩，官涤，金羽，郭静波，卢海凤 发表时间 期刊名称 中国环境科学 期卷 2013, 33(1):75-81 简单介绍 论文标题 碱度对厌氧折流板反应器(ABＲ)发酵产氢产甲烷的影响 作者 郑国臣, 田竹君, 李建政, 郭静波, 张照韩, 王硕, 赵峰, 赵勇胜 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2013, 34(12): 2078-2083 简单介绍 论文标题 Fermentative hydrogen production from beet sugar factory wastewater treatment in a continuous stirred tank reactor using anaerobic mixed consortia 作者 Gefu ZHU, Chaoxiang LIU, Jianzheng LI, Nanqi REN, Lin LIU, Xu HUANG 发表时间 期刊名称 Front. Environ. Sci. Eng. 期卷 2013, 7(1): 143–150 简单介绍 论文标题 Microbial Community Composition and Response to Temperature Shock of a Mesophilic Propionate-degrading Methanogenic Consortium 作者 Qiaoying Ban, Jianzheng Li, Liguo Zhang, Ajay Kumar Jha, Binling Ai and Yupeng Zhang 发表时间 期刊名称 International Journal of Agriculture and Biology 期卷 2013,15(5): 915-920 简单介绍 论文标题 Phylogenetic Diversity of Methanogenic Archaea and Kinetics of Methane Production at Slightly Acidic Conditions of an Anaerobic Sludge 作者 Qiaoying Ban, Jianzheng Li, Liguo Zhang, Yupeng Zhang and Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 International Journal of Agriculture & Biology 期卷 2013, 15(2): 347-351 简单介绍 论文标题 Acetone–butanol–ethanol fermentation of corn stover by Clostridium species: present status and future perspectives 作者 Jianzheng Li, Nawa Raj Baral, Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 World Journal of Microbiology & Biotechnology 期卷 2014, 30(4): 1145-1157 简单介绍 论文标题 Perspective and Prospective of Pretreatment of Corn Straw for Butanol Production 作者 Nawa Raj Baral, Jiangzheng Li, Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 Applied Biochemistry and Biotechnology 期卷 2014, 172(2): 840-853 简单介绍 论文标题 A Review on Bio-butyric Acid Production and its Optimization 作者 Ajay Kumar Jha, Jianzheng Li, Yixing Yuan, Nawraj Baral and Binling Ai 发表时间 期刊名称 INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURE & BIOLOGY 期卷 2014, 16(5): 1019–1024 简单介绍 论文标题 Anaerobic Treatment of Organic Waste for Methane Production under Psychrophilic Conditions 作者 Gefu Zhu, Jianzheng Li and Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURE & BIOLOGY 期卷 2014, 16(5): 1025–1030 简单介绍 论文标题 Dry Anaerobic Co-digestion of Cow Dung with Pig Manure for Methane Production 作者 Jianzheng Li, Ajay Kumar Jha, Tri Ratna Bajracharya 发表时间 期刊名称 Applied Biochemistry and Biotechnology 期卷 2014, 173(6): 1537-1552 简单介绍 论文标题 Effect of pH and buffer on butyric acid production and microbial community characteristics in bioconversion of rice straw with undefined mixed culture 作者 Binling Ai, Jianzheng Li, Xue Chi, Jia Meng, Ajay Kumar Jha, Chong Liu, and En Shi 发表时间 期刊名称 Biotechnology and Bioprocess Engineering 期卷 2014, 19: 676-686 简单介绍 论文标题 Butyric Acid Fermentation of Sodium Hydroxide Pretreated Rice Straw with Undefined Mixed Culture 作者 Ai, Binling; Li, Jianzheng; Chi Xue; Meng, Jia; Liu, Chong; Shi, En 发表时间 期刊名称 Journal of Microbiology and Biotechnology 期卷 2014, 24(5): 629-638 简单介绍 论文标题 An Innovative Wood-Chip-Framework Soil Infiltrator for Treating Anaerobic Digested Swine Wastewater and Analysis of the Microbial Community 作者 Bowei Zhao, Jianzheng Li, Shao-Yuan Leu 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2014, 173: 384-391 简单介绍 论文标题 OLR对UASB运行特性的影响及丙酸氧化菌群的演替 作者 李建政，张立国，班巧英，许一平 发表时间 期刊名称 太阳能学报 期卷 2014, 35(10): 1857-1862 简单介绍 论文标题 Improving the growth of Rubrivivax gelatinosus cultivated in sewage environment 作者 Pan Wu, Jian-zheng Li, Yan-ling Wang, Qing-yue Tong, Xian-shu Liu, Cong Du, Ning Li 发表时间 期刊名称 Bioprocess and Biosystems Engineering 期卷 2015, 38(1): 78-84 简单介绍 论文标题 Fermentable sugars and microbial inhibitors formation from two-stage pretreatment of corn stalk with variation in particle size and severity factor 作者 Nawa Raj Baral, Jianzheng Li* and Ajay Kumar Jha 发表时间 期刊名称 African Journal of Biotechnology 期卷 2015, 14(39): 2800-2811 简单介绍 论文标题 ACR在不同进水COD浓度下的产氢性能与菌群结构 作者 昌盛, 李建政, 付青, 赵兴茹, 郑国臣 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2015, 66(3): 1156-1162 简单介绍 论文标题 Influence of glucose fermentation on CO2 assimilation to acetate in homoacetogen Blautia coccoides GA-1 作者 Chong Liu, Jianzheng Li, Yupeng Zhang, Antwi Philip, ,En Shi, Xue Chi, Jia Meng 发表时间 期刊名称 J Ind Microbiol Biotechnol 期卷 2015, 42: 1217-1224 简单介绍 论文标题 基于VFAs抑制系数的ABR基质降解与产甲烷预测模型 作者 施恩, 李建政, 马天楠 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2016, 67(7): 2979-2986 简单介绍 论文标题 A syntrophic propionate-oxidizing microflora and its bioaugmentation on anaerobic wastewater treatment for enhancing methane production and COD removal 作者 Chong Liu, Jianzheng Li, Shuo Wang, Loring Nies 发表时间 期刊名称 Frontiers of Environmental Science & Engineering 期卷 2016, 10(4):13（1-9） 简单介绍 论文标题 Modeling the performance of an anaerobic baffled reactor with the variation of hydraulic retention time 作者 Jianzheng Li, En Shi, Philip Antwi, Shao-Yuan Leu 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2016, 214: 477–486 简单介绍 论文标题 Enhancement of specific butanol yield from glucose with butyrate as co-substrate by Clostridium beijerinckii NCIMB 8052 作者 Xue Chi, Jianzheng Li, Philip Antwi and Rohit Kumar Jha 发表时间 期刊名称 International Journal of Environmental Science and Technology 期卷 2016, 1(6): 43-52 简单介绍 论文标题 一株发酵纤维素产丁酸菌及其代谢动力学特性 作者 迟雪, 李建政, 艾斌凌 发表时间 期刊名称 中国环境科学 期卷 2016,36(1)：232-237 简单介绍 论文标题 Blautia coccoides GA-1的传代培养及其同化H2/CO2产乙酸特征 作者 刘崇，李建政，张亚非，张玉鹏，尤立剑，刘冬梅 发表时间 期刊名称 化工学报 期卷 2016，67(6): 2591-2597 简单介绍 论文标题 Modeling the dynamic volatile fatty acids profiles with pH and hydraulic retention time in an anaerobic baffled reactor during the startup period 作者 En Shi, Jianzheng Li, Shao-Yuan Leu, Philip Antwi 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2016, 222: 49-58 简单介绍 论文标题 产氢产乙酸和产甲烷反应对厌氧消化的限速作用 作者 王祥锟, 闵祥发, 李建政, 张玉鹏 发表时间 期刊名称 中国环境科学 期卷 2016, 36(10): 2997-3002 简单介绍 论文标题 Functional bacterial and archaeal diversity revealed by 16S rRNA gene pyrosequencing during potato starch processing wastewater treatment in an UASB 作者 Philip Antwi, Jianzheng Li, Portia Opoku Boadi, Jia Meng, En Shi, Chi Xue, Yupeng Zhang, Fredierck Ayivi 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2017, 235: 348–357 简单介绍 论文标题 Efficiency of an upflow anaerobic sludge blanket reactor treating potato starch processing wastewater and related process kinetics, functional microbial community and sludge morphology 作者 Philip Antwi, Jianzheng Li, Portia Opoku Boadi, Jia Meng, Frank Koblah Quashie, Xin Wang, Nanqi Ren, Gerardo Buelna. 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2017, 239: 105–116 简单介绍 论文标题 碳酸氢盐对嗜氢和嗜乙酸产甲烷菌的影响机制 作者 张玉鹏, 李建政, 刘凤琴, 刘崇, 施恩 发表时间 期刊名称 中国环境科学 期卷 2017, 37(5): 1937-1944 简单介绍 论文标题 Estimation of biogas and methane yields in an UASB treating potato starch processing wastewater with backpropagation artificial neural network 作者 Philip Antwia, Jianzheng Li, Portia Opoku Boadi, Jia Meng, En Shi, Kaiwen Deng, Francis Kwesi Bondinuba 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2017, 228: 106-115 简单介绍 论文标题 Dosing effect of zero valent iron (ZVI) on biomethanation and microbial community distribution as revealed by 16S rRNA high-throughput sequencing 作者 Antwi, Philip; Li, Jianzheng; Boadi, Portia Opoku; Meng, Jia; Shi, En; Chi, Xue; Deng, Kaiwen; Ayivi, Frederick 发表时间 期刊名称 International Biodeterioration and Biodegradation 期卷 2017, 123: 191-199 简单介绍 论文标题 Enhanced coproduction of hydrogen and butanol from rice straw by a novel two-stage fermentation process 作者 Jianzheng Li, Xue Chi, Yafei Zhang, Xin Wang 发表时间 期刊名称 International Biodeterioration & Biodegradation 期卷 2018, 127: 62-68 简单介绍 论文标题 Hyper-production of butyric acid from delignified rice straw by a novel consolidated bioprocess 作者 Xue Chi, Jianzheng Li, Xin Wang, Yafei Zhang, Philip Antwi 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2018, 254: 115-120 简单介绍 论文标题 Mediative mechanism of bicarbonate on anaerobic propionate degradation revealed by microbial community and thermodynamics 作者 Yupeng Zhang & Jianzheng Li & Fengqin Liu & Han Yan & Jiuling Li 发表时间 期刊名称 Environmental Science and Pollution Research 期卷 2018, 25: 12434–12443 简单介绍 论文标题 Bioaugmentation with Clostridium tyrobutyricum to improve butyric acid production through direct rice straw bioconversion 作者 Xue Chi, Jianzheng Li, Xin Wang, Yafei Zhang, Shao-Yuan Leu, Ying Wang 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2018, 263: 562–568 简单介绍 论文标题 Reduction of Gibbs free energy and enhancement of Methanosaeta by bicarbonate to promote anaerobic syntrophic butyrate oxidation 作者 Yupeng Zhang, Jianzheng Li, Fengqin Liu, Han Yan, Jiuling Li, Xue Zhang 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2018, 267: 209–217 简单介绍 论文标题 Microbial community dynamics at high organic loading rates revealed by pyrosequencing during sugar refinery wastewater treatment in a UASB reactor 作者 Liguo Zhang, Qiaoying Ban, Jianzheng Li 发表时间 期刊名称 Frontiers of Environmental Science & Engineering 期卷 2018, 12(4): 4 简单介绍 论文标题 Stable performance and microbial community dynamics under low HRT conditions in a propionate-fed UASB reactor 作者 Qiaoying Ban, Yi Xing, Jianzheng Li, Liguo Zhang 发表时间 期刊名称 Desalination and Water Treatment 期卷 2018, 108: 136–143 简单介绍 论文标题 Feedforward neural network model estimating pollutant removal process within mesophilic upflow anaerobic sludge blanket bioreactor treating industrial starch processing wastewater 作者 Philip Antwi, JianzhengLi, Jia Meng, Kaiwen Deng, FrankKoblah Quashie, Jiuling Li, Portia Opoku Boadie 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2018, 257: 102-112 简单介绍 论文标题 A novel isolate of Clostridium butyricum for efficient butyric acid production by xylose fermentation 作者 Xin Wang & Jianzheng Li & Xue Chi & Yafei Zhang & Han Yan & Yu Jin & Juanjuan Qu 发表时间 期刊名称 Annals of Microbiology 期卷 2018, 68(6): 321-330 简单介绍 论文标题 Bioaugmentation with Mixed Hydrogen-Producing Acetogen Cultures Enhances Methane Production in Molasses Wastewater Treatment 作者 Shuo Wang, Jianzheng Li, Guochen Zheng, Guocheng Du, Ji Li 发表时间 期刊名称 Archaea 期卷 2018：Article ID 4634898 简单介绍 论文标题 Specific quorum sensing signal molecules inducing the social behaviors of microbial populations in anaerobic digestion 作者 Yupeng Zhang, Jianzheng Li, Fengqin Liu, Han Yan, Jiuling Li, Xue Zhang, Avinash Kumar Jha 发表时间 期刊名称 Bioresource Technology 期卷 2019, 273: 185-195 简单介绍 论文标题 Features of a staged acidogenic/solventogenic fermentation process to improve butanol production from rice straw 作者 Xue Chi, Jianzheng Li, Shao-Yuan Leu, Xin Wang, Yafei Zhang, Ying Wang 发表时间 期刊名称 Energy & Fuels 期卷 2019, 33(2): 1123-1132 简单介绍 论文标题 Regulation of endogenous acyl homoserine lactones by microbial density to enhance syntrophism of acetogens and methanogens in anaerobic digestion 作者 Jiuling Li, Fengqin Liu, Jianzheng Li, Yupeng Zhang 发表时间 期刊名称 Chemical Engineering Journal 期卷 2019, 378: 122233 简单介绍 论文标题 Application of IWA Anaerobic Digestion Model No. 1 to simulate butyric acid, propionic acid, mixed acid, and ethanol type fermentative systems using a variable acidogenic stoichiometric approach 作者 En Shi, Jianzheng Li, Miao Zhang 发表时间 期刊名称 Water Research 期卷 2019, 161: 242-250 简单介绍 讲授课程 名称 （一）本科生课程 （1）污染控制微生物学 （2）生态毒理学 （3）微生物与可再生能源 （二）硕士研究生课程 （1）环境微生物工程技术原理 （2）微生物生态学 （3）微生物资源开发与应用 （三）博士研究生课程 （1）新能源与节能减排技术 （2）环境微生物过程理论与优化技术 教学成果 名称 （1）“污染控制微生物学”教材改革与建设，黑龙江省教学成果二等奖（2003） （2） 改革“污染控制微生物学”教学强化支撑学科的作用，哈工大教学成果二等奖（2003） （3） 环境科学与工程学科中生物与化学类课程建设研究，黑龙江省教学成果一等奖（2004） （4）“环境微生物学”课程建设，哈工大研究生教育教学成果二等奖（2007） （5）“污染控制微生物学”，国家精品课程（207） （6）“污染控制微生物学”，国家资源共享课（2013） （7）“污染控制微生物学”，国家一流本科课程（2023） 招生信息 名称 （一）硕士研究生 （1）本科专业要求：环境科学与工程，市政工程，微生物学及相关学科。 （2）学位专业方向：环境工程，环境科学，微生物（均归属于一级学科“环境科学与工程”） （3）名额：2人/年。 （二）博士研究生 （1）硕士专业要求：环境科学与工程，市政工程，微生物学及相关学科，其他学科。 （2）学位专业方向：环境工程，环境科学，微生物（均归属于一级学科“环境科学与工程”） （3）名额：1-2人/年。 桃李芬芳 名称 博士学位论文 朱葛夫：厌氧折流板反应器应用技术及微生物群落生态学研究，2007 闫险峰：两相厌氧-膜生物反应器处理中药废水的中试研究及数学模拟，2009 鲍立新：大豆蛋白生产废水综合处理工艺单元技术研究. ，2010 郑国臣：CSTR和ABR处理有机废水产氢产甲烷性能及调控，2010 昌盛：厌氧接触式发酵制氢反应器的运行调控与产氢效能，2011 张立国： UASB和ABR系统中产氢产乙酸菌群对OLR与pH的生态响应规律, 2012 Ajay Kumar Jha：Dry Anaerobic Digestion of Cow Dung and its Mixture With Excess Sludge or Pig Manure，2012 班巧英：UASB系统的丙酸互营降解特征及群落生态调节机制研究.，2013 谭冲：改性聚氨酯填料生物膜系统脱氮特征及微生物学机制研究，2013 金羽：温度对A2/O系统的影响特征及低温脱氮除磷效能强化技术研究，2013 艾斌凌：基于混合菌群的水稻秸秆丁酸发酵过程优化与机制研究，2014 李怀：基于Cr(III)回收的制革废水及铬泥处理技术研究，2014 赵博玮：土壤-木片生物滤池处理低C/N比养猪废水的效能与机制，2015 吴盼：利用光合细菌Z08处理大豆蛋白废水效能研究，2015 刘崇：同型产乙酸菌Blautia coccoides GA-1的多相分类学鉴定及混合营养代谢机制，2016 孟佳：UMSR处理高氨氮低C/N比养猪厂废水的效能与机制，2016 施恩：厌氧折流板反应器厌氧消化过程数值模拟，2017 Philip Antwi：UASB-IASBR COMBINED PROCESS FOR TREATING POTATO STARCH PROCESSING WASTEWATER AND PERFORMANCE OF THE UASB，2017 迟雪：稻秸秆丁酸-丁醇分步发酵系统的构建与效能，2018 张玉鹏：UASB中微生物群体行为及AHLs介导的感应调节机制，2019 孙丽：菌藻共生MBR系统碳氮磷强化去除及膜污染减缓机制，2019 邓凯文：填料床A/O折流板反应器系统处理养猪场废水的效能与机制，2021 闫晗：UASB运行调控对系统内微生物群体行为的影响与机制，2022 张亚非：水稻秸秆丁酸-丁醇分步电发酵的效能与机制，2022 王鑫：NPs@C. beijerinckii杂合体组装及其光催化丁醇发酵效能与机制，2022 田雅婕：养猪场废水SBR-UMSR处理系统的效能及抗生素与抗性基因去除机制，2022 孙振举：养猪场废水微氧处理系统的生物脱氮过程分析与状态预测，2022 硕士学位论文 郭晓宇：多级厌氧反应器的启动运行与产乙酸菌的分离鉴定，2005 李楠：产酸相反应器的快速启动研究，2005 张妮：生物制氢生物强化技术研究，2005 郭丽莉：铁碳内电解与ABR工艺处理大豆蛋白废水的研究，2006 刘乾亮：不同发酵类型产氢能力比较与反应器的运行控制，2006 刘莹：碱度对厌氧折流板反应系统启动及优势种群形成的影响，2006. 赵炎：ABR系统微生物群落的SSCP基因指纹分析，2006 王卫娜：CSTR甲烷发酵系统向产酸发酵系统转化的调控，2008 叶菁菁：CSTR甲烷发酵系统的启动运行与控制，2008 刘枫：产氢产乙酸互营共培养体的筛选及特性研究，2008 王硕：产氢产乙酸优势菌群构建及其对厌氧消化系统的强化效应，2009 孙倩：产氢产乙酸互营共培养体的选育及其应用基础研究，2009 李伟光：厌氧接触发酵制氢工艺及其运行特性，2009 蒋凡：ABR发酵产氢系统的控制运行及产氢效能研究，2009 王淑静：发酵制氢系统接种污泥预处理方法及效果，2009 高晨晨：产氢产乙酸菌互营共培养体B6的选育及其菌群组成的优化，2010 倪佳：ABR处理制糖废水实验研究， 2010 苏晓煜：产氢系统中的产氢产乙酸菌群强化及同型产乙酸菌群抑制，2011 刘崇：产氢产乙酸互营共培养体的结构改良与基质转化能力研究，2011 许一平：HRT对厌氧消化系统运行效能及丙酸氧化菌群的影响，2011 陈青松：多级A/O工艺处理制革废水的试验研究，2011 郭亚琼：强化低温污水A2/O处理系统效能的调控技术研究，2011 于泽：厌氧接触发酵制氢系统的运行调控与产氢特性，2012 刘淑丽：低温污水处理脱氮除磷菌群选育及其高效菌种的分离鉴定，2012 宋钧玲：秸秆发酵产酸复合菌群的筛选及其培养条件的优化，2012 郭春明：ABR处理大豆蛋白废水的效能及稳定性研究，2012 王红梅：哈尔滨市空气质量变化趋势与控制策略，2012 孟佳：养猪废水厌氧消化液的亚硝化过程控制与功能微生物分析，2013 迟雪：一株丁酸梭菌的分离及其发酵纤维素产酸影响因素研究，2013 赵宗亭：制革废水多段A/O处理技术研发与工程应用，2013 尤立剑：同型产乙酸菌的分离纯化及生理生态研究，2013 赵莎：北方某制药厂废水二级处理出水的深度处理研究，2014 张玉鹏：碱度对甲烷发酵系统主要功能菌群代谢的影响与机制，2014 师帅：前置反硝化生物滤池的脱氮效能与微生物群落结构解析，2014 祝梦婷：单一碳源选择下的厌氧活性污泥微生物群落演替规律，2014 谢荣：木质填料床A/O系统处理低C/N比养猪废水的效能与脱氮机制，2015 马天楠：ABR在有机负荷影响下的基质沿程降解规律和能量回收效率， 2015 邓凯文：木片土壤渗滤系统对养猪废水处理效能及功能菌群的分析，2015 王成：升流式微氧反应器处理低C/N比养猪废水的效能，2016 王祥锟：产氢产乙酸和产甲烷反应对厌氧消化限速作用的比较分析，2016 唐泽雨：盐度和氨氮对产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群的影响，2016 Rohit Kumar Jha：ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL STRAIN FOR BUTYRIC ACID PRODUCTION BY XYLAN FERMENTATION，2016 Moirana Ruth Lorivi：CARBON AND NUTRIENT REMOVAL FROM DOMESTIC WASTEWATER IN A WOOD PACKED A/O BAFFLED REACTOR，2017 田雅婕：酵母发酵马铃薯淀粉加工废水生产SCP的基础研究，2017 何佳敏：高氨氮低碳氮比养猪废水微氧处理系统的调控运行与效能，2017 张亚非：纤维素降解菌的筛选鉴定与水稻秸秆丁酸发酵菌群的构建，2017 孙振举：干清粪养猪废水新型微氧处理系统的启动与脱氮机制，2018 徐翩翩：回流比对干清粪养猪废水微氧处理系统效能的影响及机制，2018 董慧：基于非并网风电的大丰市海水淡化系统设计与运行效能，2018 李睿：以污水处理厂尾水生产锅炉补给水的工艺设计与工程调试，2018 郭洁：松花江佳木斯段大型底栖动物群落结构特征及水环境质量评价，2018 范鑫帝：养猪场废水微氧活性污泥处理系统的调控运行与脱氮机制，2019 张雪：一株同型产乙酸菌的分离鉴定与营养代谢特性研究，2019 汪聪：北方某养猪场废水处理关键技术研究与升级改造工程设计，2019 瓦洛佳：HRT和回流比对一体化A/O填料床处理生活污水效率的影响，2020 张布云：好氧-微氧两级SBR处理养猪废水技术研究，2020 唐良港：N-DAMO菌群的富集及代谢活性影响因子研究，2020 饶一夫：厌氧氨氧化菌群的富集及代谢活性影响因子研究，2021 樊译阳：活性炭对丙酸互营降解产甲烷过程的强化效能，2021 陈其一：基于钴调控的废水两相厌氧处理效能强化技术研究，2022 王超宇：干清粪养猪场废水两级SBR处理系统的构建与调控运行，2022 在线答疑 名称 友情链接 链接名称 《污染控制微生物学》国家级精品课程主页 链接地址 http://hitjpkc.hit.edu.cn/JPWork/ShowJpkc.asp?ID=33 简单介绍 推动生物制氢理论与技术创新发展 新闻标题 生物制氢的出路在哪里？ 发布时间 2015-09-07 自20世纪70年代首次爆发能源危机以来，世界能源基础—化石资源（石油、煤炭、天然气）迅速枯竭及其开采和使用过程引起的日益严峻的环境问题，促生了人们对后续清洁能源技术的研发与应用。为了提高国家的能源安全保障力，维持社会经济的可持续发展，改善生存环境，众多国家，尤其是发达国家对清洁可再生能源研发力度的支持越来越大，谋求在这一具有战略意义的前沿领域占据技术制高点，为潜在市场的开发与拓展提供技术支撑和市场竞争力。氢气被誉为“绿色能源”，通过生物制氢可实现氢气的循环再生。对生物制氢技术的研究，虽然已历经半个多世纪，但至今仍未达到产业化水平。我国的生物制氢技术研究虽然起步较晚，但在发酵法生物制氢理论与技术研发方面已处于国际先进行列。课题组历经30多年的持续努力，在发酵法生物制氢理论研究方面不断取得突破，支撑了技术的创新和发展，前后完成了世界上首例有机废水发酵法生物制氢技术中试研究和示范工程，率先将发酵法生物制氢技术推进到规模化生产阶段。 然而，异养微生物的暗发酵产氢，是基于产酸发酵菌（群）对碳水化合物的发酵产氢机理，对有机物的降解不彻底，大部分氢元素仍然被固定在液相发酵产物（如乙酸、丁酸和乙醇等）中，基质的氢气转化率低、制氢系统的产氢能力也不够理想，成为工业化生产的技术瓶颈。为此，课题组借助学科交叉优势，不断加深理论探讨力度，在发酵产氢种质资源、产氢的生理生态机理、反应动力学、流体力学、生化反应器研发及系统调控等方面开展了广泛研究，不断夯实发酵法生物制氢的理论基础，为生物制氢技术创新发展奠定了基础。 为解决生物质产氢速率低和得率低的问题，必须突破微生物产氢代谢存在的物质代谢障碍。为突破这一瓶颈，一些新兴研究方向应运而生，如：暗发酵和光发酵耦合制氢技术、暗发酵和微生物电化学系统联合制氢技术、能量自给微生物电化学制氢技术等。这些技术均可实现生物质梯级转化产氢，增加基质H2转化率和能量回收效率，虽然其技术成熟度和生产规模还远不能满足商业化生产需求，但其发展前景值得期盼。 新闻标题 微生物组耦合工艺可突破生物质产氢得率低瓶颈，发展前景令人期盼 发布时间 2019-02-27 暗发酵法生物制氢的基本原理均是利用产酸发酵细菌的产酸发酵作用，原料中的大部分氢元素仍被固定在有机挥发酸（VFAs）和醇等发酵产物中，致使单位基质的H2转化率较低。从环境-资源-经济综合效率分析，暗发酵生物制氢工艺仍须不断深入研究，提高其技术水平。其中，突破暗发酵细菌对生物质发酵产氢的代谢障碍，提高单位基质的能源转化率，是降低能源生产成本、增加生产工艺产能的关键。为此，一些新思想和新方法在发酵制氢技术研发领域得到重视和研究，如基于暗发酵微生物与光发酵微生物代谢耦合的暗发酵-光发酵联合制氢、基于暗发酵微生物与电发酵微生物代谢耦合的暗发酵-微生物电辅助生物制氢等 一、暗发酵-光发酵联合工艺 暗发酵生物制氢技术与其他生物制氢技术相比具有物料来源广泛、不依赖光照、产氢稳定、发酵细菌生长速率快、制氢成本低等优势，但其产酸发酵的基本特征，使基质中的大部分氢仍然固定在所产生的VFAs和醇类等液相产物中，较低的H2转化率极大限制了该技术的产氢效能和综合效率。而光发酵产氢菌可以在厌氧光照条件下，利用小分子有机物、还原态无机硫化物等做供氢体，光能驱动产氢，具有酶活性和产氢量高的特点。但是，光合产氢菌不能利用淀粉、纤维素等大分子有机物。研究表明，通过产酸发酵细菌和光合细菌的联合作用，不仅可以利用大分子有机物以及成分复杂的物料进行生物制氢，而且可以大幅度提高基质的H2转化率，是解决发酵法生物制氢存在的生物质氢气转化率低这一问题的有效方法。 产酸发酵细菌和光发酵细菌的联合产氢，包括两步法和混合培养产氢两种培养模式。两步法产氢过程分为两个不同的阶段：一是大分子有机物在产酸发酵细菌的作用下产生VFAs和醇类等小分子有机物，同时释放H2；二是光发酵细菌利用暗发酵过程产生的小分子有机酸作为电子供体，在固氮酶的催化下发生光发酵作用，同时产生H2。近年来，国内外学者在这一领域开展了大量研究，并取得了一定进展。混合培养产氢则是对产酸发酵细菌和光发酵细菌进行混合培养，可以通过菌种选择构建出良好的微生物产氢体系，使其在以纤维素和有机废水等复杂生物质为基质的产氢方面具有潜在优势，被认为是最理想的生物产氢模式之一。然而，暗发酵细菌和光发酵细菌所要求的生长代谢环境差异较大，而且，暗发酵细菌的生长代谢速度也要远大于光发酵细菌，对两者进行混合培养，在环境条件和代谢水平上均需保持平衡。可见，与两步法相比，混合培养产氢虽然具有工艺简单的优势，但对控制技术要求很高。 如式(1)和式(2)所示，如果暗发酵细菌以乙酸为唯一产物，发酵1 mol葡萄糖可释放4 mol的H2和2 mol的乙酸；而这2 mol的乙酸如果可以全部被光发酵细菌用于产氢，则可产生8 mol的H2。因此，理论上，通过产酸发酵细菌和光发酵细菌的联合作用，葡萄糖的H2转化率最大为12 mol/mol[式(3)]。 暗发酵：C6H12O6 %2B 2H2O → 2CH3COOH %2B 2CO2 %2B 4H2，△G0 = ？206 kJ (1) 光发酵：2CH3COOH %2B 4H2O %2B 光能 → 8H2 %2B 4CO2，△G0 = %2B104 kJ (2) 暗-光发酵：C6H12O6 %2B 6H2O → 12H2 %2B 6CO2，△G0 = %2B3.2 kJ (3) 光发酵细菌不能直接利用纤维素和淀粉等大分子有机物，而暗发酵细菌能够将这些聚合物分解为聚合单体，并发酵产生VFAs和醇类以获得维持自身生长所需的能量，期间会快速释放部分H2。在葡萄糖发酵产生的小分子有机酸中，只有甲酸可进一步分解释放H2和CO2，其它有机酸则会在暗发酵体系中持续积累并产生反馈抑制作用，导致暗发酵细菌产氢效率低下，是细菌暗发酵产氢面临的瓶颈问题。在光发酵和暗发酵细菌混合培养系统中，光发酵细菌对暗发酵产生的小分子有机酸的利用，不仅可以产生更多的H2，同时也可消除有机酸积累对暗发酵产氢代谢的抑制作用，从而进一步提高了联合发酵系统的产氢效能。所以，将暗发酵细菌和光发酵细菌进行有机组合，可构建出高效的发酵产氢微生物体系，对于木质纤维素类生物质、生活垃圾、高浓度有机废水和剩余污泥等复杂底物的发酵产氢具有重要意义。 （一）暗发酵-光发酵技术 有关暗发酵-光发酵联合产氢技术的研究越来越广泛。2005年，Nath等对两步法发酵产氢进行了尝试，即采用E. cloacae DM11发酵葡萄糖，并以其代谢物培养光合细菌R. sphaeroides O.U.001。结果显示，两步法发酵体系显著提高了葡萄糖的H2转化率，展示了暗发酵-光发酵分步产氢的良好发展前景。2007年，Tao等以蔗糖为底物，采用两步法进行发酵制氢，获得了6.63 mol H2/mol-蔗糖的H2转化率，证实了通过暗发酵-光发酵两步法制氢的可行性。在Chen等的研究中，以蔗糖配制的废水为基质，测试了产酸发酵细菌C. pasteurianum CH4和光发酵细菌R. palustris WP3-5的分步产氢能力。结果显示，通过暗发酵和光发酵的联合，蔗糖的H2转化率可达10.02 mol H2/mol-蔗糖，同时可去除72%的COD。利用光纤维对菌株WP3-5光发酵体系的产氢能力进行强化，可将两步法的发酵产氢能力大幅提升至14.2 mol H2/mol-蔗糖，COD去除率接近90%。 课题组也在两步法发酵产氢研究方面进行了探索。研究中采用了两组发酵产氢细菌和光发酵产氢细菌的组合，分别为E. harbinense B49和R. faecalis RLD-53、C. butyricum和R. faecalis RLD-53。反应体系均为80 mL，120 rpm、37℃恒温震荡培养。结果表明，以9 g/L的葡萄糖为发酵基质时，由E. harbinense B49和R. faecalis RLD-53构建的两步发酵体系，可获得6.32 mol H2/mol-葡萄糖的H2转化率。以C. butyricum和R. faecalis RLD-53组成的两步发酵体系，H2转化率也能达到5.37 mol H2/mol-葡萄糖。 研究表明，结合一定的预处理方法，暗发酵-光发酵分步产氢技术可以实现大分子有机物的产氢，不仅降低了产氢原料成本，同时也提高了底物的H2转化效率。然而，两步法产氢过程中，至少需要两个单独的反应系统，对于复杂的底物还需设置必要的预处理单元，工艺流程长，控制单元多，管理相对复杂，这无疑会增加投入，降低其综合效率。光发酵过程的产氢速率和光合细菌生长速率都比产酸发酵细菌低，是两步法发酵产氢过程的限速步骤。如何进一步提高光发酵单元的产氢效能，是提升两步法发酵制氢技术综合效率的关键。 （二）暗发酵细菌和光发酵细菌的混合培养技术 将不同营养类型和代谢特征的微生物进行混合培养，可以充分发挥不同功能菌群之间的协同作用，提高H2转化效率，在利用复杂基质方面具有独特优势。1981年，Weetall等将琼脂固定的发酵细菌R. rubrum和产酸发酵细菌K. pneumoniae进行混合培养，对纤维素进行发酵，获得了6 mol H2/mol-葡萄糖的H2转化率。1983年，Odom和Wall构建了Cellulomonas sp. ATCC21399和R. capsulate B100的混合菌种发酵体系，其发酵纤维素的产氢能力为4.6~6.2 mol H2/mol-葡萄糖。在Miyake等构建的C. butyricum和R. sphaeroides RV混合培养体系中，基质的H2转化率高达7 mol H2/mol-葡萄糖，而且降低了光发酵细菌产氢所需的能量。Yokoi等报道了C. butyricum和Rhodobacter sp. M-19混合培养的研究结果，该混合培养体系利用淀粉的最大产氢能力可以达到6.6 mol H2/mol-葡萄糖，比C. butyricum发酵淀粉的产氢量高4倍。Asada等采用将德氏乳酸杆菌L. delbrueckii NBRC13953和R. sphaeroides RV共固定在琼脂凝胶中的方法，得到了7.1 mol H2/mol-葡萄糖的H2转化率。郑耀通和闵航认为，产酸发酵细菌和光合细菌的共固定混合培养方式，是高浓度有机废水持续发酵产氢的最佳工艺模式。 课题组对E. harbinense B49和R. faecalis RLD-53，以及C. butyricum和R. faecalis RLD-53分别进行了混合发酵产氢测试，其中，采用琼脂对菌株RLD-5进行固定，制成颗粒。结果表明，以C. butyricum和菌株RLD-53构建的混合培养体系，在葡萄糖浓度6 g/L、初始pH 7.5、光照强度8000 lux条件下，可获得4.13 mol H2/mol-葡萄糖的H2转化率。由E. harbinense B49和菌株RLD-53构建的混合发酵体系，其H2转化率也能达到3.1 mol H2/mol-葡萄糖。 以上研究表明，产酸发酵细菌和光发酵细菌的耦合培养方式，较采用单一菌种培养可以获得更高的产氢效率。由于环境需求和生理生化特性的悬殊差别，产酸发酵细菌和光发酵细菌混合培养的产氢效能尚不理想。越来越多的学者认为，以产酸发酵细菌和光合细菌混合培养的发酵产氢技术更具发展潜力和应用前景，在这一共识下，相关研究不断深入，发展迅速。 二、暗发酵-微生物电化学系统联合工艺 如前所述，暗发酵生物制氢技术具有原料来源广泛、处理负荷高、发酵细菌生长速率快、系统运行稳定、制氢成本低等优势，但也存在显著不足。暗发酵制氢均以细菌的产酸发酵为基础，基质发酵的产物，除H2/CO2外，主要是大量的VFAs和醇类等液相产物，这决定了暗发酵制氢的最大H2转化率无法突破4 mol H2/mol-葡萄糖。发酵过程产生的大量VFAs，还会反馈抑制发酵过程，导致发酵制氢能力仅为理论值的50%~70%(2~3 mol H2/mol-葡萄糖)。微生物电化学系统(bioelectrochemical system, BES)可以利用暗发酵形成的小分子液相产物进行产电或在外加电压下产氢，与暗发酵制氢联合，可构建出对大分子有机物进行梯级转化和分步产氢的暗发酵-BES生物制氢工艺，最大限度地提高基质的H2转化率。 2005年，Liu等利用双极室微生物燃料电池(microbial fuel cell，MFC)，以乙酸盐为碳源进行生物制氢研究获得成功。微生物电解电池(MEC)产氢技术是在MFC基础上发展而来的一种电化学辅助产氢(electrochemically assisted hydrogen production)方法。研究结果表明，在外加电压下，MEC体系中，由细菌氧化乙酸盐产生的电子和质子，有超过90%的比例转化为H2。以80%的电子转移库仑效率和90%的电子还原产氢率计算，1 mol的乙酸盐可以产生3 mol的H2。以葡萄糖发酵为例，现有的暗发酵产氢能力为2~3 mol H2/mol-葡萄糖，如果其液相发酵产物以乙酸为主并用作MEC的底物，则可通过电辅助将葡萄糖的H2转化率提高至8~9 mol/mol-葡萄糖，维持MEC运行所输入的能量相当于1 mol葡萄糖损失1.2 mol的H2。因此，暗发酵-BES制氢技术受到了广泛关注和研究。 （一）暗发酵与BES联合产氢的可行性 MEC可以利用成分和结构复杂的可生物降解有机物进行产氢，但也会带来一些负面影响。如：①导致产酸发酵细菌大量增殖，在消耗底物(电子供体)的同时，还会减少产电菌在电极上的丰度，造成电子由底物向电极转移效率的下降；②产酸发酵菌群产生的有机酸会在系统中积累，导致pH的下降，严重影响产电菌的活性，甚至造成不可逆的破坏；③底物的复杂性和混合菌群的多菌种属性会促使耗氢菌的大量滋生，这不仅会与产电菌竞争电子供体，还会消耗产生的H2，从而导致MEC氢气产率的下降。鉴于以上认识，可以设想，将MEC置于暗发酵制氢系统的后端，形成暗发酵-MEC联合产氢系统，实现对底物的梯级利用和分级产氢。在这种联合系统中，暗发酵过程将复杂的生物质转化为容易被产电菌利用的小分子有机物(同时产生部分H2)，然后再通过MEC对暗发酵产物进行转化和产氢，可以大幅提高底物的H2转化率。 课题组的研究表明，在典型的连续流乙醇型发酵系统中，1 mol葡萄糖发酵所获得的H2可达1.93 mol，相当于3.86 mol电子。根据Lee和Rittmann的研究，假设发酵过程中微生物的生长所消耗的电子为底物总电子数的10%，即2.4 mol电子，则发酵产物中的电子总量为17.74 mol。假设MEC中底物的H2转化率为80%，则有14.19 mol的电子用于生成7.1 mol的H2。这样，葡萄糖在暗发酵-MEC串联系统的H2转化率可达9.03 mol H2/mol-葡萄糖，即总的底物转化效率为75%。Lalaurette等的研究表明，纤维二糖经产酸发酵获得的H2转化率仅为1.64 mol H2/mol-葡萄糖，但如果用MEC对其发酵产物继续转化，获得的总H2转化率可达9.95 mol H2/mol-葡萄糖(83%底物转化率)，其中MEC对产氢的贡献为8.31 mol H2/mol-葡萄糖，占总转化率的84%。在另一项以纤维素为底物的发酵产氢研究中，通过MEC对产酸发酵产物的转化，使底物的H2转化率提高了41%。 从目前生物能源发展趋势来看，利用生物质—木质纤维素发酵产乙醇的生物精炼工业正在快速发展。而在这些精炼工业的蒸馏废液中，往往含有一定量的残余糖及糖衍生物、纤维素和木质素水解产物等。其中的一些物质，如糠醛、呋喃等是发酵反应的抑制剂，但大多数都能被MEC利用产氢。如果将木质纤维素生物精炼工艺与MEC相耦合，对蒸馏废液加以利用和转化，不仅可以做到对废液的有效处理，还可以回收大量的H2。Borole等的研究表明，对于一个年产70万加仑乙醇的生物精炼厂，通过MEC回收的H2可高达7200 m3/h，为暗发酵-MEC联合产氢工艺展现了诱人的发展前景。 （二）暗发酵-MEC联合产氢工艺 课题组构建了CSTR-MEC联合系统，并以稀释糖蜜为原料，对其产氢性能进行了测试。有效容积为2 L的CSTR，经过污泥驯化形成乙醇型发酵，出水COD浓度约为6500 mg/L，pH在4.5左右。为满足MEC对进水pH的要求，将CSTR的出水与磷酸盐缓冲溶液混合，将pH调节为6.7~7.0后注入单极室MEC中，并施加0.6 V的电压。结果表明，CSTR获得的产氢速率为0.70 m3/(m3·d)，而CSTR-MEC联合产氢系统的产氢速率达到了2.1 m3/(m3·d)，使总氢回收率从CSTR发酵产氢的13%大幅提升到了96%，产生单位体积H2的能耗仅为1.12 (kW·h)/m3，基于电能输入的能量回收率达到了287%。这一研究成果证明，通过MEC对高浓度有机废水发酵制氢后的出水进行梯级利用，可有效提高有机物的去除效率和H2转化效率。 Lalaurette等以预处理的玉米秸秆为原料，研究了暗发酵-MEC两段工艺的产氢效能。其中，暗发酵采用的菌种是C. thermocellum，以秸秆木质纤维素为底物时，其发酵产氢速率为0.25 L/(L·d)，H2转化率为1.67 mol/mol-葡萄糖；以纤维二糖为底物时，可获得的最大产氢速率为1.65 L/(L·d)，H2转化率为1.64 mol/mol-葡萄糖。无论是秸秆木质纤维素还是纤维二糖，其发酵液相产物主要是乙酸、乳酸、琥珀酸、甲酸和乙醇。采用MEC处理木质纤维素的发酵液，H2产率可达750 mL/g COD左右，产氢速率平均为1.00 L/(L·d)，能量回收率230%左右，COD去除率为70%~85%。对于纤维二糖，暗发酵-MEC两段工艺的H2转化率达到了9.95 mol/mol-葡萄糖。这一研究成果表明，对于诸如秸秆生物质之类的复杂底物，通过暗发酵-MEC两段工艺，可获得很高的H2转化率和产氢速率。 以上研究成果虽然证明了暗发酵-MEC联合工艺的可行性和所具有的技术优势，但是这种联合工艺也存在一些问题，如MEC的产CH4现象及其控制等。课题组在进行CSTR-MEC联合产氢试验研究中，发现MEC中会伴有CH4的产生。虽然在操作周期之间采取了将阴极短时间暴露于空气的方法对产甲烷菌的生长予以抑制，但效果并不理想。由于产甲烷菌可以在MEC内的界面环境中形成生物膜，想要彻底抑制产甲烷菌的生长和代谢是十分困难的。Lalaurette等在以玉米秸秆为底物研究暗发酵-MEC联合工艺时，同样遇到了MEC产生CH4的问题。分析认为，MEC操作周期是影响BES制氢效能的最关键因素，长的操作周期利于产甲烷菌的生长和代谢，适当缩短电池的操作周期是抑制甲烷菌生长的有效手段。 除了产CH4问题，暗发酵出水pH过低，不适于BES系统直接利用，也是工艺耦合过程面临的限制因素之一。暗发酵出水中含有大量的VFAs等酸性产物，pH一般在4.5左右，而BES系统对进水酸碱度的要求是近中性。因此，欲使暗发酵-BES系统成功运行，就必须对暗发酵工艺段的出水进行pH调节，使之满足BES的进水要求，这将在一定程度上增加制氢工艺和运行管理的复杂性，使制氢成本有所增加。 （三）MFC-MEC能量自给工艺 MFC是以微生物为催化剂的将有机物或无机物氧化而产生电流的一种装置，而MEC是一种将MFC与电解相结合的BES。在MEC中，需要外加电压以克服热力学障碍才能产H2。结合MFC和MEC的功能特点，Sun等提出了能量自给的MFC-MEC产氢系统，即利用MFC产电并用于MEC产氢。研究表明，以乙酸为底物，在10 mmol/L的磷酸盐缓冲液中，MFC-MEC的产氢速率为2.2 mL/(L·d)左右，阴极的H2回收率为88%~96%，系统的库伦效率为28%~33%，H2转化率最高可达1.21 mol/mol-乙酸盐。MFC-MEC系统的产氢能力随着磷酸盐缓冲液的浓度而增加，在磷酸盐浓度为100 mmol/L时，最高产氢速率和H2转化率可分别达到14.9 mL/(L·d)和1.60 mol/mol-乙酸盐左右。 丙酸作为暗发酵的液相末端产物之一，在一定条件下，其浓度能达到较高的水平。采用暗发酵-光发酵联合产氢工艺，可以对发酵底物进行梯级利用和分步产氢，提高底物的H2转化率。然而，相对于乙酸和丁酸，丙酸很难被光合细菌利用并转化为H2，在一定程度上限制了发酵底物的H2转化率。Sun等考察了以丙酸为底物的MFC-MEC联合系统的产氢效能，研究采用改变MFC外加电阻的方式调节MEC的电流输入。结果表明，MFC-MEC联合系统的产氢效能随着外加电阻的增加而降低，较小的负载更利于丙酸的降解和转化产氢。在负载为10 ？时，电流密度达到343 mA/m2，MEC的产氢速率和H2转化率可以分别达到11.9 mL/(L·d)和4.8 mol/mol-丙酸盐，整个体系处理丙酸盐的H2转化率达到2.5 mol/mol-丙酸盐。 以上研究成果不仅展示了MFC-MEC联合产氢的潜力，还提供了一种原位利用MFC产生电能的方式，拓展了BES和生物制氢的研究领域。在进一步提高效能和经济性的同时，提高实用性是MFC-MEC联合产氢技术的发展方向，而简化系统的结构是重要研究内容之一。以有机物的原位转化和产氢为目的，Zhang和Angelidaki设计了一个电能自给的浸没式MEC(self-powered submersible microbial electrolysis cell, SMEC)，在这一创新设计的SMEC中，并不需要传统MFC和MEC所必需的阳极室，仅由两个阴极室组成，一个用于产电，另一个用于产氢，极大简化了系统结构。SMEC可以直接置于厌氧反应器或其他厌氧环境中，在没有其他附属结构的情况下，对有机物进行原位转化和产氢。这一设计还有可能抑制产甲烷作用，从而进一步提高反应系统的产氢效能。 研究表明，SMEC在乙酸初始浓度为410 mg/L的情况下，其产氢速率为17.8 mL/(L·d)，阴极的H2回收率和系统的库仑效率分别为93%和28%，乙酸的H2转化率最高达到1.27 mol/mol-乙酸盐。SMEC的产氢能力随着乙酸和缓冲剂(磷酸盐)浓度的增加而升高，在1640 mg/L(20 mmol/L)乙酸和100 mmol/L磷酸缓冲液条件下，其产氢速率、H2转化率可分别达到32.2 mL/(L·d)和1.43 mol/mol-乙酸盐。采用两个电池单元在功能(供电或产氢)上的交替运行，两个阴极生物膜可形成相同的微生物群落，并能有效抑制产甲烷菌的滋生。SMEC的出现，为研发更接近实用的有机废水处理与氢能回收BES技术提供了新思路。 （四）多元耦合工艺 尽管淀粉和蔗糖产量很大，但如果大量用于发酵制氢或其他后续能源的生产，则会产生与人争粮的矛盾。木质纤维素类生物质的储量巨大，其中的纤维素和半纤维素可通过水解产生发酵制氢的优良底物，如葡萄糖和木糖等，开发前景广阔。课题组综合暗发酵(dark fermentation, DF)、MFC与MEC的功能，以木质纤维素发酵产氢为目的，提出了一种DF-MFCs-MEC“三元耦合”工艺模式。在这一工艺系统中，木质纤维素首先用于发酵制氢，DF产生的VFAs可以用于MEC产氢，而MEC所需要的电能，则由MFC利用发酵残渣供给。 研究结果表明，在DF-MFCs-MEC耦合系统中，2个MFCs以纤维素发酵液为底物的输出电压可达0.43 V，MEC的产氢速率和去除单位COD的比产氢率分别达到0.48 m3/(m3·d)和33.2 mmol/g COD。DF-MFCs-MEC系统利用纤维素的H2转化率[(14.3 mmol H2/g-纤维素)较DF的H2转化率(10.1 mmol H2/g-纤维素)提高了41%左右，总产氢速率和能量回收率分别达到了0.24 m3/(m3·d)和23%左右。 DF-MFC-MEC三元耦合工艺，以纤维素为原料，实现了在无需额外电能供应情况下的产氢，为有效利用复杂生物质高效转化产氢提供了新思路。 新闻标题 一条颠覆性生物质产氢路线——非细胞多酶级联催化产氢 发布时间 2020-05-17 非细胞多酶级联催化产氢，是近年来兴起的一条颠覆性产氢路线。该路线由中国科学院天津工业生物技术研究所的张以恒研究员提出，成功构建了多个基于热稳酶元件的人工多酶级联催化产氢途径，产氢效率突破了细胞产氢的理论极限（4 mol/mol葡萄糖），达到接近于12 mol/mol葡萄糖，最高产氢速度可达0.5 g H2/L/h。非细胞多酶级联催化产氢，反应路线清晰，产氢得率和速率高，而且容易控制，是体外合成生物学的重要应用。该路线的研究主要包括酶/辅酶元件的挖掘与改造，电子传递/多酶复合体模块的组装，不同元件与模块间的适配与调控，以及整个途径的强化。然而，目前还有若干问题需要解决，如元件活性低、稳定性差、成本高、对复杂底物和复杂反应环境的耐受性不强等。这些关键问题的根源，是用于设计构建高效催化产氢途径所需要的酶和辅酶元件匮乏，不同来源元件普适性差，导致相互的适配性低。目前非细胞多酶级联催化产氢技术研究尚处于起步阶段，无放大和中试应用案例。若能解决上述关键问题，非细胞多酶级联催化可实现快速、原位、便携的生物产氢，速度可与燃料电池相匹配，实现底物到氢气再到电能的高效快速转化，未来有望用于移动产氢和氢燃料电池车等，有远大的发展前景和广阔的市场。 国家合成生物技术创新中心（National Innovation Center for Synthetic Biotechnology）是科技部批复建设的第三家国家技术创新中心，由中国科学院与天津市人民政府共建，中国科学院天津工业生物技术研究所牵头建设，以建成综合性、开放性、先进性的国家科技平台，形成合成生物技术创新的大联合、大协同、大网络，打造我国合成生物领域战略科技力量，为国家产业技术变革与国际竞争提供战略支撑为建设目标。 目前，国家合成生物技术创新中心已组建由韩国国家科学与工程院院士、美国国家科学院和美国国家工程院外籍院士Sang Yup Lee，2018年诺贝尔奖获得者、美国国家科学院、美国国家工程院和美国国家医学院院士Frances Arnold，美国国家工程院院士、美国艺术与科学院院士Jay Keasling，瑞典皇家科学院和皇家工程院院士、美国国家工程院外籍院士、丹麦皇家科学与文学院院士Jens Nielsen，麻省理工学院合成生物学中心主任和MIT-Broad Foundry共同创始人、Daniel I.C. Wang讲座教授Christopher Voigt等五位国际顶级专家组成的国际专家指导委员会；由韩国国家科学与工程院院士、美国国家科学院和美国国家工程院外籍院士Sang Yup Lee，德国科学院院士、荷兰皇家人文和科学院外籍院士Manfred T. Reetz，中国科学院院士、第三世界科学院院士赵国屏，中国工程院院士、俄罗斯科学院外籍院士李玉和中国工程院院士任南琪等五位院士领衔的大师工作室已入驻中心。预计到2022年，中心将凝聚百余个创新创业团队，科技人员总量规模逾千人，成为高层次、国际化合成生物技术人才基地。 以任南琪大师工作室为桥梁，哈尔滨工业大学与中国科学院天津工业生物技术研究所建立了联合研发团队，正在努力公关。该团队研究以生物产氢前沿技术创新发展为目标，针对生物质转化产氢得率低和速率低的瓶颈问题，开展生物产氢机制及代谢元件库构建、高效多酶级联催化产氢途径设计与系统构建、高效生物产氢耦合系统微生物组模块构建与组装，以及高效生物产氢体系的放大组装与示范等研究，揭示底盘微生物哈尔滨产乙醇杆菌（Ethanoligenens harbinense）与乙醇型发酵产氢混合菌群的产氢代谢网络及分子调控机制、多酶级联催化产氢反应元件/模块适配机制、微生物组梯级转化复杂底物产氢的物质流与能量流定向调控机制等关键科学问题，研发非细胞多酶级联催化产氢元件与模块的挖掘、设计与组装技术，产氢底盘细胞遗传改造和代谢调控技术，微生物组梯级转化产氢的物质流与能量流定向调控技术，以及高效生物产氢系统的放大准则及稳定运行调控策略，突破生物转化产氢反应的热力学和动力学限制，以及生物质产氢的物质代谢障碍，大幅提升生物质的氢气得率和产氢速率，并开展非细胞生物产氢系统中试示范和微生物发酵百吨罐产氢线示范，实现生物产氢前沿技术重大创新发展。 新闻标题 水稻秸秆丁酸-丁醇分步电发酵的效能与机制 发布时间 2023-05-21 我国作物秸秆资源庞大，其中因露天焚烧和堆腐产生的温室气体，每年高达0.56亿吨当量CO2左右，甚至引发了区域性大气污染、土地退化和农村环境治理难等突出问题。大力推动秸秆资源转化技术的高质量发展，是我国力争按期实现“双碳”战略目标的重要举措，也是潜力所在。现代生物炼制技术，具有典型“碳中和”特征，研发与推广以木质纤维素等非粮生物质为原料的丁醇生物炼制技术，对于破解生态环境压力、积极应对气候变化、推动新常态下经济发展等具有重要战略意义。本文针对木质纤维素丁醇生物炼制技术存在的生物催化转化效率低和酶制剂使用量大等共性瓶颈问题，基于羧酸平台概念与电发酵原理，系统开展了以电化学催化强化秸秆丁酸-丁醇分步发酵系统的构建与效能定向调控研究，以期为研发无须大量酶制剂使用的高效木质纤维素丁醇生物炼制技术提供理论指导与技术参考。 以前期选育的秸秆丁酸发酵混合菌群DCB的培养为基础，构建并对比研究了阴极电发酵（CEF）和阳极电发酵（AEF）系统的水稻秸秆丁酸发酵效能。研究发现，在施加电势为-0.80 V（vs Ag/AgCl）的条件下，CEF可显著提高DCB菌群中的丁酸发酵细菌丰度和水稻秸秆丁酸转化效率，丁酸产量、产率及选择性分别较无电势施加的开路系统（OC）提高了17.37%、28.13%和17.93%，而电子介体中性红（NR）引入，并不能进一步提高CEF的丁酸发酵效能。对DCB菌群CEF系统的优化调控结果表明，适宜的阴极电势（-1.00 V）可显著促进丁酸发酵功能菌群（Clostridium IV和Clostridium XlVa）的生长代谢，而间歇补料发酵模式更有利于丁酸产量的提高，在施加电势-1.00 V、pH 7.0和水稻秸秆初始加载量为30 g/L的条件下，CEF系统中的丁酸积累高达20.35 g/L，但丁酸的选择性仅有47.46%。以高效丁酸发酵细菌C. tyrobutyricum对DCB菌群进行优化，可使混合菌群微生物组中的多种基因水平上调，并提高菌群对高浓度VFAs的耐受性，使CEF系统的丁酸产量和选择性分别高达28.02 g/L和53.58%，丁酸的产率和生成速率也分别从0.31 g/g和0.97 g/(L？d)提高到了0.41 g/g和1.33 g/(L？d)。 以C. beijerinckii NCIMB 8052的培养为基础构建的CEF系统，在20 g/L葡萄糖和-0.75 V的条件下，加载0.50 mmol/L的电子介体NR，可使系统的丁醇产量和产率分别达到5.49 g/L和0.30 g/g（0.41 mol-C/mol-C），较无NR加载的OC系统分别提高了569.51%和172.73%。适宜的阴极电势（-0.60 V），能够有效地刺激胞内NADH的合成，提高NADH/NAD%2B水平，并快速启动产溶剂相反应，削减VFAs的积累，强化丁醇合成效率。对C. beijerinckii的CEF系统的优化调控结果表明，在-0.60 V条件下，0.50 mmol/L甲基紫精（MV）的加载，可有效抑制氢酶活性，减少H2合成，使电子流和碳流更多地分配于丁醇合成路径，将丁醇的产量、产率和选择性分别提高到6.71 g/L、0.30 g/g和74.75%。以秸秆酶解液主要成分（葡萄糖、木糖和纤维二糖，质量百分比约为6.23：2.97：1.00）为底物的丁醇CEF结果表明，C. beijerinckii不仅可以高效吸收转化葡萄糖和纤维二糖，也可有效吸收和转化木糖。以秸秆酶解液稀释液（30 g/L葡萄糖为基准）为底物的丁醇CEF系统，其丁醇的产量、产率和选择性分别可达8.53 g/L、0.33 g/g-糖和78.55%。 为实现丁酸CEF系统和丁醇CEF系统在物质转化上的耦合，研究了DCB菌群秸秆丁酸发酵液组分（丁酸、乙酸、丙酸）对C. beijerinckii NCIMB 8052丁醇电发酵效能的影响。比较而言，外源性丁酸对于丁醇CEF系统的效能强化，显著优于乙酸和丙酸，且以4 g/L的剂量最佳。在-0.60 V和0.50 mmol/L MV的条件下，以30 g/L葡萄糖和4 g/L丁酸为共底物时，CEF系统的丁醇产量、产率和选择性分别为13.66 g/L、0.64 mol-C/mol-C和 90.93 %；以秸秆丁酸发酵液（30 g/L葡萄糖为基准）和秸秆酶解液（4 g/L丁酸为基准）的稀释液为共底物时，CEF系统的丁醇产量、产率和选择性分别达到了13.89 g/L、0.60 mol-C/mol-C和89.97%；采用发酵过程中一次性追加秸秆丁酸发酵液（使系统中的丁酸浓度恢复到4 g/L）的措施，虽然丁醇产率和选择性未见有明显变化，但丁醇产量可大幅提高至16.28 g/L，丁酸-丁醇分步电发酵系统的秸秆丁醇转化率达到了121.30 g-丁醇/kg-秸秆，而糖化酶消耗量仅为93.87 FPU/g-丁醇，较无电化学催化强化的丁酸-丁醇分步发酵系统分别提高和降低了12.36%和4.31%。