基于PLC的生物制氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及暗發(fā)酵制氫的啟動(dòng).pdf

1、氫氣因具有潔凈無(wú)污染、燃燒熱值高等優(yōu)點(diǎn)而被公認(rèn)為未來(lái)的理想燃料。本研究以混合菌種生物制氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與啟動(dòng)為基礎(chǔ)，結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)反應(yīng)器啟動(dòng)的影響因子、啟動(dòng)過(guò)程中乙醇型發(fā)酵的微生物群落演替進(jìn)行了初步研究。實(shí)現(xiàn)UASB生物制氫反應(yīng)器快速啟動(dòng)的人工調(diào)控。這些研究從細(xì)胞水平提高系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力，加速生物制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要意義。 本研究設(shè)計(jì)了一套基于可編程邏輯控制器（PLC）的生物制氫反應(yīng)器，該套系統(tǒng)包括了菌泥馴化系統(tǒng)、p

2、H調(diào)節(jié)系統(tǒng)、原料池、動(dòng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)（暗發(fā)酵反應(yīng)器和光發(fā)酵反應(yīng)器）、PLC控制系統(tǒng)和附屬裝置（包括移動(dòng)平臺(tái)、濕式氣體流量計(jì)和配套的電纜/水管）。其中，PLC控制系統(tǒng)、暗發(fā)酵UASB反應(yīng)器和光發(fā)酵UASB反應(yīng)器是本臺(tái)系統(tǒng)的核心裝置。 采用暗發(fā)酵UASB反應(yīng)器，以溫泉附近的菌泥為菌種，人工配制的糖蜜廢水作為底物，考察有機(jī)負(fù)荷和水力停留時(shí)間對(duì)暗發(fā)酵UASB反應(yīng)器生物制氫反應(yīng)器啟動(dòng)的影響。研究表明：有機(jī)負(fù)荷和水力停留

3、時(shí)間（HRT）是影響暗發(fā)酵反應(yīng)器啟動(dòng)的重要控制因子。控制有機(jī)負(fù)荷和水力停簾時(shí)間實(shí)現(xiàn)制氫反應(yīng)器定向啟動(dòng)的人工調(diào)控對(duì)策如下：在啟動(dòng)負(fù)荷為6．0 kg COD/m3·d、pH未調(diào)節(jié)、菌泥接種量為30 g VSS/L、采用階梯式負(fù)荷提升方式進(jìn)行反應(yīng)器啟動(dòng)的前提下，當(dāng)HRT控制在9h時(shí)，易形成丁酸型發(fā)酵；當(dāng)HRT控制在6h時(shí)，易形成乙醇型發(fā)酵。 采用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)暗發(fā)酵反應(yīng)器啟動(dòng)的微生物群落演替規(guī)律研究表明，實(shí)驗(yàn)中采用的定向啟動(dòng)控制條件