連續(xù)流厭氧發(fā)酵制氫反應系統(tǒng)的建立及穩(wěn)定運行.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,能源日益緊缺。氫氣作為新能源成為替代傳統(tǒng)能源的選擇之一?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步不僅給人類社會創(chuàng)造了輝煌的文明和巨大的物質財富,同時也給人類的生存環(huán)境帶來了諸多問題。發(fā)酵法生物制氫技術利用生物質為原料生產氫氣,滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,是一種解決環(huán)境污染和能源需求問題的重要途徑,具有廣闊的應用前景,已成為世界各國研究開發(fā)的高新技術。對于目前生物制氫技術的現(xiàn)狀,研究和開發(fā)穩(wěn)定、高效、易于調控的工藝形式,對加速發(fā)酵法生

2、物制氫工藝的產業(yè)化有著重要的推動作用。
　　 發(fā)酵法生物制氫中根據(jù)末端發(fā)酵產物不同將發(fā)酵類型分為丁酸型發(fā)酵、丙酸型發(fā)酵和乙醇型發(fā)酵。乙醇和乙酸是乙醇型發(fā)酵的主要末端發(fā)酵產物,氫氣含量和產氣量都高于其他兩種發(fā)酵類型,運行穩(wěn)定性也相對較高,因此乙醇型發(fā)酵是發(fā)酵法生物制氫的最佳發(fā)酵類型。
　　 本實驗以糖蜜廢水為發(fā)酵底物,在理論分析的基礎上,運用連續(xù)流生物制氫反應器(CSTR)的運行,對發(fā)酵生物制氫法最佳發(fā)酵類型一乙醇型發(fā)酵的

3、系統(tǒng)建立進行生物制氫試驗。并以提高有機負荷的方式考察了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生物制氫反應器的啟動可以通過控制有機負荷(OLR)為主,以pH值監(jiān)測和調節(jié)為輔助的手段獲得預期的目的發(fā)酵類型。CSTR反應器工程控制參數(shù)為:溫度為(35±1)℃,水力停留時間(HRT)為6 h,考察CSTR反應器的進水COD濃度在2000～8000 mg/L范圍內變化對系統(tǒng)產氫效能的影響。在液相末端產物中,乙醇和乙酸為主要的代謝產物,占液相產物總量的82％,為乙醇型發(fā)酵

4、。液相末端發(fā)酵產物主要為乙醇、乙酸,實現(xiàn)了生物制氫法乙醇型發(fā)酵的快速啟動。
　　 試驗證明,當CSTR反應器在進水COD濃度2000～8000 mg/L變化,即OLR=8～32kg/(M3·d),系統(tǒng)產氫效率和生物量隨著進水濃度的提高而增加,并在進水COD為6000mg/L時,得到最大產氣量和產氫量分別為23.49 L/d和8.19 L/d。然而,當進水COD濃度升高到8000 mg/L后,生物量和產氫量呈下降趨勢,這表明產氫污