厭氧發(fā)酵生物制氫工藝優(yōu)化及反應(yīng)器設(shè)計.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步,化石燃料的大量使用造成的環(huán)境污染和能源危機問題日益嚴(yán)重,世界各國均著力開發(fā)清潔的可再生能源。氫能因其能量密度高、清潔無污染和熱轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點,被認(rèn)為是最理想的礦石燃料替代能源。生物制氫是一種新型的制氫方法,是把自然界中水或有機物中的能量通過產(chǎn)氫菌的作用轉(zhuǎn)化為氫氣,是微生物自身新陳代謝的作用。與傳統(tǒng)的制氫方法相比,生物發(fā)酵制氫以其環(huán)境友好和產(chǎn)氫穩(wěn)定性高等優(yōu)勢成為一種極具應(yīng)用前景的氫氣生產(chǎn)技術(shù)。
　　本文

2、通過單因素實驗方法研究了厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的主要影響因素(包括厭氧活性污泥熱處理溫度和時間、發(fā)酵液初始pH、硫酸銨、硫酸亞鐵和硫酸鎂濃度)對微生物產(chǎn)氫能力的影響,并通過正交實驗得出最優(yōu)的發(fā)酵產(chǎn)氫操作條件。
　　研究結(jié)果表明發(fā)酵液初始pH對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響最顯著,得到的最優(yōu)產(chǎn)氫操作條件是熱處理溫度80℃,熱處理時間40min,初始pH為8,硫酸銨3.0g/L,硫酸亞鐵0.10g/L,硫酸鎂0.03g/L。在該最優(yōu)條件下進(jìn)行的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫

3、實驗,得到氫氣630mL,產(chǎn)氫效率達(dá)到1.92mol-H2/mol-葡萄糖。
　　將SiC規(guī)整波紋板填料應(yīng)用在升流式填充床反應(yīng)器中,利用其表面粗糙、孔隙率大的特點進(jìn)行微生物的附著固定。在連續(xù)流生物發(fā)酵產(chǎn)氫實驗中,SiC規(guī)整填料升流式反應(yīng)器啟動時間較短,對外界條件變化有一定適應(yīng)能力,能夠較穩(wěn)定運行。發(fā)酵液初始pH在8.0左右產(chǎn)氫效果最好,氫氣產(chǎn)量最高達(dá)到0.42L-H2/g-COD。反應(yīng)器在COD負(fù)荷率為72g-COD/(L2d)操