高濃度有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵連續(xù)產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的試驗(yàn)研究.pdf

1、生物制氫技術(shù)就是利用高濃度有機(jī)廢水或其他生物質(zhì)制取氫氣，反應(yīng)條件溫和，具有開發(fā)新能源、節(jié)省能量消耗及凈化環(huán)境的重要意義。利用高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行生物制氫，實(shí)質(zhì)是產(chǎn)氫產(chǎn)酸發(fā)酵細(xì)菌將有機(jī)物質(zhì)分解為有機(jī)酸(乙酸、丁酸等)和乙醇等產(chǎn)物，同時(shí)釋放出發(fā)酵氣體H2和CO2的過程。將生物法制氫和制甲烷兩個(gè)過程偶聯(lián)，不僅可以最大限度的提高原料利用率和生物質(zhì)能產(chǎn)率，而且為揭示各微生物厭氧消化各階段的關(guān)聯(lián)提供了契機(jī)。 本研究利用厭氧顆粒污泥作為接種污

2、泥，通過不同方式的預(yù)處理來抑制產(chǎn)甲烷菌，從而使厭氧消化過程停留在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。實(shí)驗(yàn)中還考察了顆粒污泥在模擬葡萄糖廢水中的發(fā)酵產(chǎn)氫的能力及初始pH、發(fā)酵溫度、廢水碳氮比以及微量元素濃度變化對生物制氫氫氣濃度和累積產(chǎn)氫量的影響。在產(chǎn)氫發(fā)酵液中接種未經(jīng)處理的厭氧顆粒污泥從而使產(chǎn)甲烷菌利用產(chǎn)氫發(fā)酵液進(jìn)行產(chǎn)甲烷活動(dòng)。通過間歇實(shí)驗(yàn)，考察了有機(jī)廢水產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的最佳工藝條件，并與有機(jī)廢水單獨(dú)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷進(jìn)行比較，取得了有意義的結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明： 1.經(jīng)過四種預(yù)處理的比較，顆粒污泥產(chǎn)氫發(fā)酵的產(chǎn)氣量和氫氣含量的大小關(guān)系均為：微波處理>堿處理>熱處理>氯仿處理>未處理； 2.顆粒污泥產(chǎn)氫的最佳預(yù)處理方式是微波處理，微波處理時(shí)間為5min時(shí)產(chǎn)氣量和氫氣含量分別為118mL/g·glucose和39.80％，產(chǎn)氣量較未處理的對照組有所下降，但氫氣含量有了很大提高，是未處理對照組的14.5倍；發(fā)酵液COD為6605.4mg/L，去除率37.05％，有利于后續(xù)

4、的產(chǎn)甲烷過程研究； 3.顆粒污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的最佳pH為5.5，污泥最佳接種量為500mL廢水中接種150g顆粒污泥，反應(yīng)溫度控制在35℃為宜，廢水中COD：N：P在200：5：1時(shí)產(chǎn)氫效果最好。 4.連續(xù)產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷過程不但能產(chǎn)生氫氣，而且產(chǎn)生的甲烷比單獨(dú)產(chǎn)甲烷過程多，氣體產(chǎn)生量是單獨(dú)產(chǎn)甲烷過程的2.36倍，氣體有效組分比單獨(dú)產(chǎn)甲烷過程高14％； 5.添加金屬離子對產(chǎn)氫、產(chǎn)甲烷過程均有一定的促進(jìn)的作用，對產(chǎn)