污泥厭氧發(fā)酵產氫的影響因素分析.pdf

1、發(fā)酵法生物制氫技術以其產氫能力高、穩(wěn)定性好、可實現廢物處理資源化等優(yōu)勢而成為生物制氫技術的首選。剩余污泥中包含大量的蛋白質、多聚糖等有機質，一直被認為是一種具有潛力的生物制氫原料。針對剩余污泥厭氧發(fā)酵存在著不能實現高效、穩(wěn)定地生物產氫的難題。本論文研究了提高污泥厭氧發(fā)酵產氫量的影響因素，以污泥作為底物，試圖通過兩種途徑改變底物的性質達到提高其厭氧發(fā)酵氫氣產量的目的。此外，本研究還嘗試利用一種新型生物法破解污泥后產氫發(fā)酵。 本研究

2、針對污泥濾液作為底物產氫發(fā)酵進行了研究。滅菌預處理的剩余污泥會釋放出大量的有機質，真空抽濾后去除掉污泥中固態(tài)物質得到濾液。將預處理污泥與濾液分別作為底物，接種產氫菌Pseudomonassp.GZ1后產氫發(fā)酵。測定兩種不同底物發(fā)酵反應過程中氫氣的產量，以及底物的變化(SCOD、可溶性蛋白質、總糖、pH)。實驗結果表明，利用預處理后的污泥濾液作為底物能夠有效提高氫氣產量。濾液發(fā)酵的產氫量達到了4.44mgH2·gCOD-1，比預處理污泥直

3、接發(fā)酵提高了近3.3倍。本實驗證明污泥中的固態(tài)物質在發(fā)酵過程中能釋放出更多的營養(yǎng)物質，但實際上并不能被產氫菌有效地利用產生更多的氫氣，并對其原因進行了探討。 利用一種新型的重金屬吸附劑-碳氫磷灰石(CHAP)去除微波預處理后污泥中溶解態(tài)重金屬。將投加不同量CHAP后預處理污泥作為底物，分別接種產氫菌Enterococcussp.LG1厭氧發(fā)酵比較產氫效果。研究結果顯示當底物中CHAP投加量為5g·L污泥-1時，產氫發(fā)酵較完全，產

4、氫量最大為10.01mgH2·gCOD-1，氫氣產量提高了30％；而當底物CHAP投加量大于10g·L污泥-1，底物對產氫發(fā)酵有明顯的抑制效應，產氫量驟減。結合底物中性質變化，探討產生差異的原因，證實了底物中適當重金屬去除能夠有效提高氫氣產量。 與傳統的污泥預處理方法相比，生物技術處理污泥具有低能耗、低污染、低成本、更安全的特點。應用嗜熱酶污泥溶解(S—TE)技術預處理剩余污泥，研究接種產氫菌(Enterococcussp.LG

5、1)和未接種產氫菌兩種狀況下，污泥厭氧發(fā)酵產氫效果，并與相應溫度(65℃)熱預處理污泥的發(fā)酵產氫效果進行對比。本實驗研究嗜熱菌與熱水解預處理對污泥厭氧產氫影響。在批式試驗的基礎上，通過對比兩種污泥預處理方式厭氧產氫效果，并對污泥發(fā)酵過程中底物性質變化進行了分析。結果表明，經S-TE預處理的污泥在未接種外在產氫菌時，產氫效果良好，最大產氫量(H2/VS)高達16.3mLH2/g·VS，高出65℃熱預處理污泥接種產氫菌(Enterococc