专利名称：用于由生物质生产氢气的生物反应器方法
技术领域：
本发明涉及生物反应器方法，具体涉及用于由生物质产生氢气和/或二氧化碳的生物反应器方法，更具体涉及在生物质或由水解纤维素材料(包括半纤维素)得到的可溶性水解产物的厌氧发酵中，采用混合的厌氧细菌聚生体(bacterial consortium)(尤其是混合厌氧嗜热细菌聚生体)生产氢气和/或二氧化碳的生物反应器方法。定义包含于本发明的说明书中的如下术语的定义如下"W'MH^-f1 tl (hydrogen productivity)“HY” 氢气产量(hydrogen yield)
背景技术：
由于化石燃料(fossil fuel)和石油价格的增长，由生物质(特别是植物生物质) 生产氢气和乙醇以及其他的发酵产品正在成为越来越具有吸引力的生产替代燃料的选择。 随着化石燃料的耗尽，替代能源将变成工业和学术界研究的关键领域。尤其是氢气被认为是清洁和可再生能源的载体，显著推动了对着眼于充足、高效、 可盈利和“绿色”氢气生产研究的积极性。据认为，氢气作为替代能源载体的确是未来更有希望考虑和开发的替代选择之一。在氢气的生产中使用生物质提供了氢气生产的“绿色”方法，希望将其优化和开发以提供可提供经济和盈利的氢气供应的方法。另外，从有机废物和其他可再生来源中生物生产氢气被认为优于从粮食作物中生产氢气，因为，虽然粮食作物 (例如，玉米和小麦)的氢气产量虽然相对地高，但将粮食作物用于生物氢气生产的反应器有使全球粮食短缺加剧的危险。与本申请具有相同发明人并通过引用完全并入本文的W02009/034439中描述了用于迅速的筛选、选择和分离形成生物膜、絮状物和颗粒的嗜热细菌或嗜热细菌聚生体的生物反应器系统，所述嗜热细菌或嗜热细菌聚生体由植物生物质产生高水平的氢气，所述植物生物质包括源自纤维素材料水解的可溶性水解产物，尤其是例如仅经过最小预处理的甘蔗废料和废水的纤维素材料，所述预处理例如碾磨(milling)和湿加热。在氢气生产中应用发酵方法的最新进展指出了在所述方法中使用嗜温菌和嗜热菌的优势。将嗜热菌(包括极端嗜热菌)用于从纤维素和从源自纤维素水解的可溶性水解产物生产生物氢气具有很多优势。也许其主要优势在于高温从生物反应器系统中排除了微生物污染。高温也使氢气产生反应的平衡常数向正向移动，因而增加了氢气产量(HY)。尽管已经发现，在混合的细菌聚生体(包括厌氧纤维素分解菌属)的作用下，纤维素材料的水解和从所述水解产物中生产氢气已变得越来越有利，然而，大多数嗜热菌和极端嗜热菌难以培养和维持纯的培养物。最近关于生物氢气生产的大批的综述表明生物氢气生产技术中当前的进展现在已经进入了或甚至超越了发展的成熟期(Das 2007 ；Davila-Vazquez等2007 ；Hallenbeck 2009 ；Hallenbeck 禾口 Gosh 2009 ；Hawkes 等 2007 ；Liu 等 2008 ；Tsyganov 2007 ；Valdez-Vazquez等2009)。在暗厌氧方法中提高生物氢气生产的生产力(HP)和产量(HY) 的尝试现在也似乎达到了收益递减点(Rittmarm 2008)。在大多数生物反应器设计和操作条件下，已在葡萄糖至乙酸的厌氧氧化中观察到的最大可能H2产量通常不超过4mol H2/ mol葡萄糖。在该反应中，24电子当量(e_eq，electron equivalent)的葡萄糖中，8e_eq最终变成H2，而剩余的16e_eq最终变成乙酸。在暗发酵中，氢气产量(HY)似乎“停留”在4mol H2Aiol葡萄糖(Rittmarm 2008)。理论上，如果可降低生物反应器中H2分压，在无产烷生物 (methanogen)的情况下，乙酸可在厌氧条件下进一步氧化产生4个H2和2个C02。是否可设计实用可行的厌氧的单或多阶段生物方法以便使葡萄糖完全氧化成为12个吐仍然是有趣但又有争议的思路(Hallenbeck 2009 ;Hallenbeck和Gosh 2009)。在实践中实现在多步骤的过程中，以高速率完全氧化葡萄糖至氢气之前，需要克服难以克服的障碍，这仍然是一般的科学共识(Hallenbeck 和 Gosh 2009)。氢气产量(HY)的理论最大值是4mol H2/mol葡萄糖。关于评价生物反应器的性能，为了实用的目的，可设置氢气产量(HY)的临界阈值为理论最大值的75%，即3mol H2/ mol葡萄糖。至关重要的是，要注意在实践中，等于或超过3mol H2Aiol葡萄糖的氢气产量(HY) 值通常仅在体积氢气生产力(HP)为120mmol H2/(L. h)的临界极限以下几个数量级的情况下才能获得(Levin等2004)。利于高氢气产量(HY)的条件可总结如下嗜热的温度、低底物加料速率、低稀释率(低水力停留时间(hydraulic retention time))、低氢气分压和低细菌生物质密度。此夕卜，用N2吹扫(sparging)除去H2通常是达到氢气产量(HY)等于或大于3mol H2/mol葡萄糖的必要的先决条件。然而，在这些条件下，氢气生产力(HP)在120mmol H2/(L. h)的临界阈值以下几个数量级。在全部的实现了高氢气生产力(HP)的例子中，普遍存在如下的生物反应器操作条件高底物加料速率、高稀释率(高水力停留率)和高细菌生物质密度。利于高氢气生产力(HP)的操作条件也促进生物反应器环境中高氢气分压的维持。生物反应器环境中的高氢气分压不利于同时实现等于或大于3mol H2Aiol葡萄糖的氢气产量(HY)。一般来说，促进高氢气生产力(HP)的条件不同时利于实现高氢气产量(HY)。最近发表的调查显示，在来自广泛多样性的实验的HY值的全部报道中，等于或高于3. Omol H2/ mol 葡萄糖的报道少于 5% (Chong等 2009 ；Das 2009 ；Davila-Vazquez 等 2007 ；Wang和 Wan 2009)。因此，对可以利用混合厌氧细菌聚生体以同时产生高HP和高HY的生物反应器系统是有需要的。发明目的本发明的目的是提供用于高HP和HY生产的生物反应器方法，特别是采用混合厌氧细菌聚生体的提供基本完全地将生物质厌氧转化为氢气和二氧化碳的生物反应器方法。发明概述根据本发明的第一个方面，提供了用于将生物质基本厌氧转化为至少氢气的生物反应器方法，包括反应器容器，具有由混合的厌氧细菌聚生体组成的床(bed)；
通过入口装置流入所述反应器容器是生物质流入物，生物质流入物的速率由流入计或流入变量泵控制，流入的生物质被反应器容器中的混合厌氧细菌聚生体至少部分发酵产生至少氢气；气体收获装置，以收获所述反应器容器内发酵过程中产生的至少氢气；通过流出装置流出所述反应器容器的经脱气生物质流出物，经处理的生物质流出物流出速率由流出计或流出变量泵控制；和经脱气流出物的再循环装置，其再循环所述经脱气生物质流出物回到所述反应器容器中，再循环的速率由再循环流量计或再循环变量泵控制，其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率与补充所述生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1。所述生物反应器方法，其中经脱气生物质流出物的再循环速率与补充生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1. 2。所述生物反应器方法，其中氢气产量大于或等于4. OH2Aiol葡萄糖并且氢气生产力高于 240mmol H2/(L.h)。所述生物反应器方法还包括大于或等于约60°C的反应温度。所述生物反应器方法还包括小于或等于约1小时的水力停留时间。所述生物反应器方法，其中除了氢气之外还产生二氧化碳气。所述生物反应器方法，其中所述混合厌氧细菌聚生体作为载体上的生物膜固定或作为细菌颗粒固定。所述生物反应器方法，其中所述混合厌氧细菌聚生体至少包含嗜热细菌。所述生物反应器方法，其中所述生物质为植物生物质。所述生物反应器方法，其中所述生物质为动物生物质。所述生物反应器方法，其中所述生物质为植物和动物生物质的混合物。所述生物反应器方法，其中所述生物质包括己糖和挥发性脂肪酸。所述生物反应器方法，其中所述生物质为可溶性水解产物，其来自于纤维素材料的水解，所述纤维素材料包括半纤维素。所述生物反应器方法，其中进入所述反应器容器之前，对所述生物质进行预处理， 所述预处理是碾磨和/或湿加热。所述生物反应器方法，其中所述床为流化床。所述生物反应器方法，其中所述床为膨胀床(expanded bed)。所述生物反应器方法，其中所述床由附着在载体上的细菌生物膜或自身固定形式的细菌颗粒构成。所述生物反应器方法，其中至少通过一个无机营养物补料入口(feed inlet)喂养所述混合厌氧细菌聚生体。所述生物反应器方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约5升反应体积大于或等于lOOml/min，且其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率为每约5升反应体积大于或等于2L/min。所述生物反应器方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约2. 53升反应体积大于或等于200ml/min，且其中所述脱气生物质流出物的再循环速率为每约2. 53升反应体积大于或等于3. 5L/min。
根据本发明的第二方面，提供了用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，所述细菌或细菌聚生体由生物质产生高水平的氢气，所述方法包括以下步骤(a)提供反应器容器，所述反应器容器具有适于混合细菌聚生体定殖的床(bed)；(b)将混合细菌聚生体引入所述反应器容器；(c)通过入口装置提供进入所述反应器容器的生物质流入物，生物质流入物的速率由流入计或流入变量泵控制，所述生物质流入物被所述反应器容器的混合厌氧细菌聚生体至少部分发酵产生至少氢气；(d)提供通过流出装置流出所述反应器容器的经脱气生物质流出物，经处理的生物质流出物的流出速率由流出计或流出变量泵控制；和(e)为反应器容器提供经脱气流出物再循环装置，其使所述经脱气生物质流出物再循环回到所述反应器容器中，再循环的速率由再循环流量计或再循环变量泵控制，其中所述经脱气生物质流出物的所述再循环速率与补充所述生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1 ；和(f)从所述床分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中经脱气生物质流出物的再循环速率与补充生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1. 2。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，还包括大于或等于约60°C的反应温度。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中混合的厌氧细菌聚生体作为载体上的生物膜固定或作为细菌颗粒固定。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述细菌或细菌聚生体至少包含嗜热细菌。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为植物生物质。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为动物生物质。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为植物和动物生物质的混合物。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质包括己糖和挥发性脂肪酸。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质是可溶性水解产物，其来自于纤维素材料的水解，所述纤维素材料包括半纤维素。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中进入所述反应器容器之前，对所述生物质进行预处理，所述预处理是碾磨和/或湿加热。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床为流化床。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床为膨胀床。
用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床由附着在载体上的细菌生物膜或自身固定形式的细菌颗粒构成。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中通过至少一个无机营养物补料入口喂养所述混合厌氧细菌聚生体。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约5升反应体积大于或等于lOOml/min，且其中所述脱气生物质流出物的再循环速率为每约5升反应体积大于或等于2L/min。用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约2. 53升反应体积大于或等于200ml/min，且其中所述脱气生物质流出物的再循环速率为每约2. 53升反应体积大于或等于3. 5L/min。
具体实施例方式参照
图1，用于从生物质生产氢气的生物反应器10包含圆柱形反应器容器12，所述反应器容器12具有接近其底部区18的产氢气细菌16的流化床14。所述反应器容器12 具有位于所述反应器容器12的壁22之基本上中部的生物质流入管道20，和位于基本上接近所述反应器容器12的上端沈的经脱气生物质流出物流出管道M。生物质通过所述生物质流入管道20流入所述反应器容器12的速率由流入计28 控制。经脱气生物质流出物通过所述生物质流出物流出管道M流出所述反应器容器12的速率由流出仪表30控制。所述反应器容器12具有锥形顶部32，其发挥气体收获装置34的作用。所收获的气体通过气体释放管道36从反应器容器12中导出。经处理的脱气生物质流出物经由再循环管道38通过再循环泵40被再循环进入接近所述反应器容器12底部区域18附近的入口 42。接受再循环的脱气生物质流出物回到所述反应器容器12的速率由再循环流量仪表43确定。所述反应器容器12还具有一对无机营养物补料导管44，其将无机营养物引入容器底部18以促进(以及必要时维持)所述反应器12中细菌的生长。所述产氢气细菌是嗜温和/或嗜热细菌的混合聚生体，其包括厌氧的纤维素水解细菌。在使用中，组成所述混合聚生体的细菌从多种嗜温和/或嗜热生境(habitat)中的一个或多个中选择出来，所述生境主要包括污水、土壤、堆肥(compost)和瘤胃粪(rumen dung)，并且其适应25°C至75 °C的温度。所述产氢气细菌聚生体在所述床中形成生物膜，所述床是由与活性炭颗粒48堆叠的颗粒材料床46形成的。所述床46的所述颗粒材料是由钢珠、碎石、玻璃珠、粉煤灰颗粒等中的一种或多种形成的。还设想所述经处理的生物质是不溶性纤维素植物材料，其仅受到最小的碾磨和/ 或湿加热预处理。或者，所述处理的植物生物质可为源自纤维素材料水解的可溶性水解产物，或者其可为不溶性纤维素材料和源自纤维素材料水解的水解产物的混合物。制备和用途实施例在65°C下成功诱导细菌造粒之后，观察到的HP和HY结果与Lee等Q006)在嗜温生物反应器中所获得的结果类似。因而Lee等Q006)和^ang等Q008)的工作可在嗜温水平被重复。然而，为了同时提高HY，已发现需要以显著性的方式对所述生物反应器系统和操作条件进行以前未曾做过的修改。首先，相对于流出物体积再循环流量，所述生物反应器系统的总体积显著降低。原始原型机的总系统体积范围是IOL至18L。置于5. OL的生物反应器上方的沉降柱(settling column)导致总的系统体积的增加。将所述沉降柱整合到所述生物反应器的设计中，以发挥颗粒沉降槽(granule settling tank)的作用。具有沉降柱的生物反应器的HY总是小于2mol H2Aiol葡萄糖。除去沉降柱对HY有影响。第二，生物反应器系统的体积降低之后，工作体积为2. 53L的生物反应器的所述流出物再循环速率维持在S.SLmirr1，且稀释率提高。所有这些修改导致HY (表1)的提高，确证了高HY和HP可以同时实现。此外，表2显示，在高流出物流速和在高流出物再循环速率下，随着温度的提高，获得了以下结果(1)高HY和HP同时实现。(2)挥发性脂肪酸(VFA，volatile fatty acids)(例如，乙酸、丁酸和丙酸)降低， 表明在高于55°C的温度下，在这些生物反应器操作条件下，乙酸、丁酸和丙酸的氧化变得热力学上有利。以COD分析进行的碳平衡分析证明，在超过55 °C的温度下，VFA发生氧化。在这些操作条件下，VFA被氧化成氢气。这些结果与产生大于4mol H2/mol葡萄糖的HY的进一步实验结果相一致。此外，用于从植物生物质水解产物中高速率产生氢气的上述类型的生物反应器的操作允许快速筛选、选择和分离形成厌氧嗜热细菌或细菌聚生体的生物膜或颗粒，其包括厌氧的乙酸、丁酸和丙酸氧化性互养细菌，其一起发挥作用引起从植物生物质或从源自包括半纤维素的纤维素材料水解的可溶性水解产物中高水平地产生氢气。用于操作所述生物反应器的方法促进了己糖和挥发性脂肪酸的厌氧氧化，极大地提高了发酵方法的总体效率。表1.总系统体积为5. 03L的生物反应器在65°C下获得的HP和HY值，所述体积包括生物反应器的2. 53L和气体沉降器(gas-disengager)和管道的2. 5L。流出物再循环速率为3. 5L mirT1。流出物中蔗糖的浓度为17. 8g Γ1。
权利要求
1.用于将生物质基本上厌氧转化成至少氢气的生物反应器方法，其包括反应器容器，其具有由混合的厌氧细菌聚生体组成的床；通过入口装置流入所述反应器容器的生物质流入物，生物质流入物的速率由流入计或流入变量泵控制，所述生物质流入物被所述反应器容器的所述混合厌氧细菌聚生体至少部分发酵而产生至少氢气；气体收获装置，其收获所述反应器容器内发酵过程中产生的至少氢气；通过流出装置流出所述反应器容器的经脱气生物质流出物，经处理的生物质流出物的流出速率由流出计或流出变量泵控制；和经脱气流出物再循环装置，所述装置使所述经脱气生物质流出物再循环回到所述反应器容器中，再循环的速率由再循环流量计或再循环变量泵控制，其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率与补充所述生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1。
2.根据权利要求1的生物反应器方法，其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率与补充所述生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1. 2。
3.根据权利要求1或2的生物反应器方法，其中氢气产率大于或等于4.OH2Aiol葡萄糖，并且氢气生产力高于MOmmol H2/(L.h)。
4.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，还包括大于或等于约60°C的反应温度。
5.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，还包括小于或等于约1小时的水力停留时间。
6.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中除了氢气之外还产生二氧化碳气。
7.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述混合厌氧细菌聚生体作为载体上的生物膜固定或作为细菌颗粒固定。
8.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述混合厌氧细菌聚生体至少包含嗜热细菌。
9.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述生物质为植物生物质。
10.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述生物质为动物生物质。
11.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述生物质为植物和动物生物质的混合物。
12.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述生物质包括己糖和挥发性脂肪酸。
13.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述生物质为可溶性水解产物，其来自于纤维素材料的水解，所述纤维素材料包括半纤维素。
14.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中进入所述反应器容器之前，对所述生物质进行预处理，所述预处理是碾磨和/或湿加热。
15.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述床为流化床。
16.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述床为膨胀床。
17.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中所述床由附着在载体上的细菌生物膜或自身固定形式的细菌颗粒构成。
18.根据前述权利要求中任一项的生物反应器方法，其中通过至少一个无机营养物补料入口喂养所述混合厌氧细菌聚生体。
19.根据权利要求18的生物反应器方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约5升反应体积大于或等于lOOml/min，且其中所述经脱气流出物的再循环速率为每约5升反应体积大于或等于2L/min。
20.根据权利要求18的生物反应器方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约2. 53升反应体积大于或等于200ml/min，且其中所述经脱气生物质流出物的所述再循环速率为每约2. 53升反应体积大于或等于3. 5L/min。
21.用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，所述细菌或细菌聚生体由生物质产生高水平的氢气，所述方法包括以下步骤(a)提供反应器容器，所述反应器容器具有适于混合细菌聚生体定殖的床；(b)将混合的细菌聚生体引入所述反应器容器；和(c)通过入口装置向所述反应器容器中提供的生物质流入物，生物质流入物的速率由流入计或流入变量泵控制，所述生物质流入物被所述反应器容器的所述混合厌氧细菌聚生体至少部分发酵产生至少氢气；(d)提供通过流出装置流出所述反应器容器的经脱气生物质流出物，经处理的生物质流出物的流出速率由流出计或流出变量泵控制；和(e)为所述反应器容器提供经脱气流出物再循环装置，其再循环所述经脱气生物质流出物回到所述反应器容器中，再循环速率由再循环流量计或再循环变量泵控制，其中所述经脱气生物质流出物的所述再循环速率与补充所述生物质流入物的速率之间的比值大于或等于1 ；和(f)从所述床分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体。
22.根据权利要求21的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述经脱气生物质流出物的所述再循环速率与补充所述生物质流入物的所述速率之间的比值大于或等于1. 2。
23.根据权利要求21或22中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，还包括大于或等于约60°C的反应温度。
24.根据权利要求21至23中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中混合的厌氧细菌聚生体作为载体上的生物膜固定或作为细菌颗粒固定。
25.根据权利要求21至对中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述细菌或细菌聚生体是嗜热的。
26.根据权利要求21至25中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为植物生物质。
27.根据权利要求19至25中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为动物生物质。
28.根据权利要求21至25中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质为植物和动物生物质的混合物。
29.根据权利要求21至25中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质包括己糖和挥发性脂肪酸。
30.根据权利要求21至25中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述生物质是可溶性水解产物，其来自于纤维素材料的水解，所述纤维素材料包括半纤维素。
31.根据权利要求21至30中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中进入所述反应器容器之前，对所述生物质进行预处理，所述预处理是碾磨和/或湿加热。
32.根据权利要求21至31中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床为流化床。
33.根据权利要求21至32中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床为膨胀床。
34.根据权利要求21至33中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述床由附着在载体上的细菌生物膜或自身固定形式的细菌颗粒构成。
35.根据权利要求21至34中任一项的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中通过至少一个无机营养物补料入口喂养所述混合厌氧细菌聚生体。
36.根据权利要求35的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约5升反应体积大于或等于IOOml/ min,且其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率为每约5升反应体积大于或等于2L/ min0
37.根据权利要求35的用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，其中所述营养物补料的营养物加料速率为每约2. 53升反应体积大于或等于 200ml/min，且其中所述经脱气生物质流出物的再循环速率为每约2. 53升反应体积大于或等于 3. 5L/min。
38.一种生物反应器方法，所述方法用于将生物质基本上厌氧转化成至少氢气，所述生物反应器方法基本上如本文中描述、说明和举例。
39.一种用于筛选、选择和分离形成生物膜或颗粒的细菌或细菌聚生体的方法，所述细菌或细菌聚生体由生物质产生高水平的氢气，所述方法基本上如本文中描述、说明和举例。
全文摘要
本发明涉及生物反应器方法，具体涉及用于由生物质产生氢气的生物反应器方法，更具体涉及在生物质的厌氧发酵过程中，采用混合的厌氧嗜热细菌聚生体产生氢气的生物反应器方法。
文档编号C12M1/36GK102459563SQ201080031034
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者文森特·迈尔斯·格雷 申请人:约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学