玉米秸稈厭氧發(fā)酵制氫實驗研究.pdf

1、氫氣是一種清潔的可再生能源，在燃燒過程中除生成水外，不產(chǎn)生導(dǎo)致環(huán)境惡化的碳基化合物。近年來，隨著人們對能源的需求劇增，石油價格持續(xù)攀升，能源短缺和環(huán)境污染問題已對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，尋找替代能源、開展可再生能源的研究，對于維護國家的能源戰(zhàn)略安全、減少環(huán)境污染具有十分重要的意義。生物質(zhì)厭氧發(fā)酵生物制氫技術(shù)利用微生物分解有機廢棄物制備氫氣，起到了除廢和環(huán)保的雙重目的，因而具有良好的應(yīng)用前景。 本文在批式實驗研究

2、成果的基礎(chǔ)上，以農(nóng)業(yè)廢棄物玉米秸稈為產(chǎn)氫原料，以牛糞堆肥為產(chǎn)氫菌源，在5升規(guī)模的混合式制氫反應(yīng)器中通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生氫氣，取得了有意義的研究結(jié)果。 1.以牛糞堆肥作為天然厭氧微生物來源，用玉米秸稈作為菌種培養(yǎng)馴化的底物，研究了產(chǎn)氫菌種的富集方法、培養(yǎng)方式和馴化條件。結(jié)果表明：在煮沸菌源溶液15min,后直接曝氣40min，經(jīng)這種方法處理過的菌源富集產(chǎn)氫菌種效果好。 2.在5升規(guī)模的制氫反應(yīng)器中，研究了玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫工

3、藝，對有關(guān)工藝參數(shù)進行了探索。實驗結(jié)果表明該工藝在5升規(guī)模反應(yīng)器中的適宜運行參數(shù)為：溫度：36±1℃，反應(yīng)pH值：5.2～5.4，攪拌轉(zhuǎn)速：100～120r/min，初始秸稈濃度：25g/l。在適宜的運行條件下，玉米秸稈生物制氫在該反應(yīng)器的最高持續(xù)產(chǎn)H2能力為425.71ml/(l·h)，最高比產(chǎn)氫率為335ml/g秸稈，生物氣中平均氫濃度53％。分析了反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，主要發(fā)酵(酸化)產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(乙酸和丁酸)、氫氣、二氧化碳和代