有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵生物制氫技術(shù)研究.pdf

1、本課題將進(jìn)行有關(guān)有機(jī)廢水的厭氧發(fā)酵生物制氫技術(shù)的基礎(chǔ)研究。 為了得到能夠分解高分子有機(jī)物釋放出氫氣的微生物,本研究中采用了高碑店污水處理廠厭氧消化污泥,先將其進(jìn)行加熱預(yù)處理,再用作有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵制氫的種污泥。因?yàn)檫@樣能夠使污泥中微生物的馴化時(shí)間縮短,并且能將厭氧發(fā)酵反應(yīng)有效地控制在產(chǎn)氫階段。 另外,為了得到連續(xù)不斷的氫氣以及比較理想的氫氣產(chǎn)率,我們在完全混合式厭氧發(fā)酵生物產(chǎn)氫反應(yīng)器中進(jìn)行了連續(xù)產(chǎn)氫試驗(yàn),重點(diǎn)考察了溫

2、度、pH值等環(huán)境因素的變化對反應(yīng)器內(nèi)微生物連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氫的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 1、使用高碑店污水處理廠的厭氧消化污泥,經(jīng)過熱處理后進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫,可以抑制產(chǎn)甲烷階段,氫氣產(chǎn)率明顯得到提高。 2、將厭氧消化活性污泥在不同條件下進(jìn)行熱處理時(shí),發(fā)現(xiàn)在不同的pH值下,處理溫度為70℃、80℃時(shí)的氫氣產(chǎn)率最高。在pH值5.5時(shí),溫度80℃下熱處理10分鐘的種污泥,氫氣產(chǎn)率達(dá)到最大為1.99mol/mol-葡萄糖。

3、 3、在pH值為5.5的情況下,熱處理溫度上升到70℃時(shí),甲烷的產(chǎn)率變成0;而在pH值為7.1和8.5的情況下不會(huì)出現(xiàn)這種情況。這說明在酸性條件下,產(chǎn)甲烷菌在較低熱處理溫度下就能夠被殺死。 4、末端發(fā)酵產(chǎn)物中,當(dāng)甲烷產(chǎn)量減少時(shí),乙酸的濃度會(huì)大幅度上升,成為主要的代謝產(chǎn)物。其次是丁酸、丙酸和戊酸。 5、將污水處理廠的厭氧消化污泥作為厭氧產(chǎn)氫微生物的來源,經(jīng)過熱預(yù)處理后,接種到完全混合式厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫反應(yīng)器中,以

4、淀粉為基質(zhì),表現(xiàn)出了良好的連續(xù)產(chǎn)氫性能。 6、在完全混合式厭氧發(fā)酵生物產(chǎn)氫反應(yīng)器中,實(shí)現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)氫的適宜環(huán)境條件為：溫度控制在35±1℃,pH值在5.5左右,反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)控制在8h,進(jìn)水底物(淀粉)濃度為10g/L。 7、在上述條件下,得到最大平均氫氣產(chǎn)率為215mL/g-淀粉,占發(fā)酵氣體總量的54.5％。其余的氣體是CO2占45.5％,沒有甲烷生成。與國內(nèi)外的一些研究相比,我們的產(chǎn)氫效率要高一些。 8