污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響因素分析.pdf

1、發(fā)酵法生物制氫技術(shù)以其產(chǎn)氫能力高、穩(wěn)定性好、可實(shí)現(xiàn)廢物處理資源化等優(yōu)勢而成為生物制氫技術(shù)的首選。剩余污泥中包含大量的蛋白質(zhì)、多聚糖等有機(jī)質(zhì)，一直被認(rèn)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(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定地生物產(chǎn)氫的難題。本論文研究了提高污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)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(zhì)達(dá)到提高其厭氧發(fā)酵氫氣產(chǎn)量的目的。此外，本研究還嘗試?yán)靡环N新型生物法破解污泥后產(chǎn)氫發(fā)酵。 本研究

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

3、接發(fā)酵提高了近3.3倍。本實(shí)驗(yàn)證明污泥中的固態(tài)物質(zhì)在發(fā)酵過程中能釋放出更多的營養(yǎng)物質(zhì)，但實(shí)際上并不能被產(chǎn)氫菌有效地利用產(chǎn)生更多的氫氣，并對其原因進(jìn)行了探討。 利用一種新型的重金屬吸附劑-碳?xì)淞谆沂?CHAP)去除微波預(yù)處理后污泥中溶解態(tài)重金屬。將投加不同量CHAP后預(yù)處理污泥作為底物，分別接種產(chǎn)氫菌Enterococcussp.LG1厭氧發(fā)酵比較產(chǎn)氫效果。研究結(jié)果顯示當(dāng)?shù)孜镏蠧HAP投加量為5g·L污泥-1時(shí)，產(chǎn)氫發(fā)酵較完全，產(chǎn)

4、氫量最大為10.01mgH2·gCOD-1，氫氣產(chǎn)量提高了30％；而當(dāng)?shù)孜顲HAP投加量大于10g·L污泥-1，底物對產(chǎn)氫發(fā)酵有明顯的抑制效應(yīng)，產(chǎn)氫量驟減。結(jié)合底物中性質(zhì)變化，探討產(chǎn)生差異的原因，證實(shí)了底物中適當(dāng)重金屬去除能夠有效提高氫氣產(chǎn)量。 與傳統(tǒng)的污泥預(yù)處理方法相比，生物技術(shù)處理污泥具有低能耗、低污染、低成本、更安全的特點(diǎn)。應(yīng)用嗜熱酶污泥溶解(S—TE)技術(shù)預(yù)處理剩余污泥，研究接種產(chǎn)氫菌(Enterococcussp.LG

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