有機廢水厭氧發(fā)酵生物制氫技術研究.pdf

1、本課題將進行有關有機廢水的厭氧發(fā)酵生物制氫技術的基礎研究。 為了得到能夠分解高分子有機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,先將其進行加熱預處理,再用作有機廢水厭氧發(fā)酵制氫的種污泥。因為這樣能夠使污泥中微生物的馴化時間縮短,并且能將厭氧發(fā)酵反應有效地控制在產氫階段。 另外,為了得到連續(xù)不斷的氫氣以及比較理想的氫氣產率,我們在完全混合式厭氧發(fā)酵生物產氫反應器中進行了連續(xù)產氫試驗,重點考察了溫

2、度、pH值等環(huán)境因素的變化對反應器內微生物連續(xù)發(fā)酵產氫的影響。 實驗結果表明： 1、使用高碑店污水處理廠的厭氧消化污泥,經過熱處理后進行厭氧發(fā)酵產氫,可以抑制產甲烷階段,氫氣產率明顯得到提高。 2、將厭氧消化活性污泥在不同條件下進行熱處理時,發(fā)現在不同的pH值下,處理溫度為70℃、80℃時的氫氣產率最高。在pH值5.5時,溫度80℃下熱處理10分鐘的種污泥,氫氣產率達到最大為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,甲烷的產率變成0;而在pH值為7.1和8.5的情況下不會出現這種情況。這說明在酸性條件下,產甲烷菌在較低熱處理溫度下就能夠被殺死。 4、末端發(fā)酵產物中,當甲烷產量減少時,乙酸的濃度會大幅度上升,成為主要的代謝產物。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氫微生物的來源,經過熱預處理后,接種到完全混合式厭氧發(fā)酵產氫反應器中,以

4、淀粉為基質,表現出了良好的連續(xù)產氫性能。 6、在完全混合式厭氧發(fā)酵生物產氫反應器中,實現連續(xù)產氫的適宜環(huán)境條件為：溫度控制在35±1℃,pH值在5.5左右,反應器水力停留時間(HRT)控制在8h,進水底物(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。與國內外的一些研究相比,我們的產氫效率要高一些。 8