有機廢水生物制氫技術(shù)基礎研究.pdf

1、生物產(chǎn)氫是利用某些微生物體內(nèi)存在著特殊的氫代謝系統(tǒng)來生產(chǎn)分子氫的一項生物工程技術(shù)。我國的食品發(fā)酵企業(yè)截止到1998年已有7萬多個(非輕工企業(yè))，該工業(yè)廢渣水年排放總量達27.5億m3，其中廢渣量1.6億m3，此類廢水中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、糖類。這為生物產(chǎn)氫提供了大量廉價的有機基質(zhì)，尤其是高濃度有機廢水，有利于微生物產(chǎn)氫。因此，課題利用有機廢水對生物制氫技術(shù)進行了基礎研究。 本研究使用云南某污水處理廠濃縮污泥，采用不

2、同的物理和化學方法對污泥進行預處理，使處理后污泥菌種縮短污泥馴化時間，并將厭氧發(fā)酵反應控制在產(chǎn)氫階段；實驗還考察預處理后的污泥，在模擬蔗糖及淀粉廢水中的發(fā)酵產(chǎn)氫的能力及在初始pH、起始底物濃度、發(fā)酵溫度以及微量元素Fe離子濃度變化對生物制氫產(chǎn)氫濃度，累積產(chǎn)氫量的影響；通過均勻?qū)嶒炘O計，考察不同初始pH以及起始底物濃度共同作用對產(chǎn)氣中氫濃度和累積產(chǎn)氫量的影響，并通過計算機DPS數(shù)據(jù)分析軟件，對實驗結(jié)果進行二次多項式回歸分析，確定有機廢水生

3、物制氫的最佳厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫條件。 實驗結(jié)果表明：1.使用污水處理廠濃縮污泥，經(jīng)熱處理后進行微生物發(fā)酵產(chǎn)氫實驗，較之酸篩處理污泥和未處理污泥，在短時間發(fā)酵期內(nèi)，可以得到更高的累積產(chǎn)氫量和產(chǎn)氫濃度，并且抑制了CH4的產(chǎn)生。熱處理污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣中主要氣體成分為H2和CO2。2.在蔗糖為底物單因素影響實驗中，得到最大的累積產(chǎn)氫量135ml/g·蔗糖和產(chǎn)氫濃度57％。以淀粉為底物實驗中，最大的累積產(chǎn)氫量221ml/g·淀粉和產(chǎn)氫濃度66％

4、。3.在生物制氫條件下，模擬廢水中COD去除率可達20％～60％。5.在本研究中，利用加熱預處理后的污水處理廠濃縮污泥為天然菌種來源，蔗糖配制模擬有機廢水，調(diào)整初始pH=6.1，底物濃度5.3g/L，F(xiàn)eCl2調(diào)整Fe2+濃度，當Fe2+1500mg/L時得到最大累積產(chǎn)氫量163mlH2/g以及最大產(chǎn)氫濃度60％。 蔗糖產(chǎn)氫率與國內(nèi)文獻值174mlH2/g相比較略低，淀粉產(chǎn)氫率比國內(nèi)文獻值184mlH2/g高出約20％。實驗結(jié)果