以甜菜和紅糖為底物的EGSB生物制氫反應(yīng)器的啟動與運行.pdf

1、氫氣作為能源對于當今世界的資源短缺和環(huán)境惡化是一個理想的解決方案。目前的大規(guī)模氫氣生產(chǎn)技術(shù)存在諸多弊端,且缺乏可持續(xù)性,導(dǎo)致氫能源的利用率還很低。發(fā)酵法生物制氫技術(shù)具有應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的潛力,但仍需在提高產(chǎn)氫效率和尋找廉價原料等重要問題上深入研究。甜菜作為一種含糖量很高的經(jīng)濟作物,價格低廉,種植廣泛,理論上非常適合作為發(fā)酵產(chǎn)氫的底物,本研究根據(jù)已有的生物制氫理論,使用甜菜作為底物,通過與高效的膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(EGSB)結(jié)合進行生物

2、制氫實驗。另外選擇紅糖為底物在同一反應(yīng)器內(nèi)進行了對比實驗。
　　 以紅糖為底物的實驗中,COD范圍從2000～8000 mg/L,啟動HRT為6h。COD提升到8000mg/L水平后,HRT依次變?yōu)?h、3h、2h,并各持續(xù)7d。實驗獲得了最高為5.73L/(L·d)的產(chǎn)氫速率,此時氫氣含量為48.44％,系統(tǒng)HRI為2h,pH值為4.36,OLR為97.2 kg COD/(m3·d)。平均氫氣含量為41.27％,pH范圍是4.

3、23～4.55。系統(tǒng)達到穩(wěn)定后,發(fā)酵液中乙醇和乙酸為主要產(chǎn)物,形成了典型的乙醇型發(fā)酵。
　　 使用甜菜為底物時由于條件的限制,甜菜采取提取液的利用形式。OLR控制策略與使用紅糖為底物時相似,經(jīng)過56天的運行,系統(tǒng)在成功實現(xiàn)了乙醇型發(fā)酵的情況下,狀態(tài)穩(wěn)定。在COD同為8000mg/L水平,HRT分別處于6h、4h、3h和2h情況下,獲得的最大產(chǎn)氫速率分別達到3.80、4.63、4.92和5.54 L/(L·d),pH值范圍是3.4