EGSB反應(yīng)器發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷試驗(yàn)研究.pdf

1、生物制氫技術(shù)是利用生物質(zhì)或高濃度有機(jī)廢水制取氫氣,其對(duì)新能源的開發(fā)、及環(huán)境凈化有重要的意義。利用有機(jī)廢水為底物發(fā)酵制氫,實(shí)質(zhì)是在產(chǎn)氫產(chǎn)酸細(xì)菌的作用下將有機(jī)物質(zhì)分解為有機(jī)酸,同時(shí)產(chǎn)生H2和CO2的過程。若將產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷過程偶聯(lián),不但可以使廢水中的有機(jī)物降解更加徹底還可以產(chǎn)生兩種清潔能源。
　　本試驗(yàn)采用兩個(gè)自制的EGSB反應(yīng)器,厭氧顆粒污泥為接種污泥,以自配糖蜜廢水和實(shí)際啤酒廢水為底物,實(shí)現(xiàn)聯(lián)合厭氧產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的研究。
　　實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果表明:
　　(1)以糖蜜廢水為底物啟動(dòng)一號(hào)反應(yīng)器,溫度控制在35℃,進(jìn)水pH維持在5.5~6之間,HRT(水力停留時(shí)間)從12.2h降至2.03h,進(jìn)水COD濃度變化范圍為2000mg/L~10000mg/L。反應(yīng)器運(yùn)行到第16天后開始產(chǎn)氣。當(dāng)負(fù)荷為70.81 kg COD/(m3·d)時(shí)運(yùn)行效果最好,產(chǎn)氣量達(dá)到121.41L/d,其中氫氣含量為56.7％,COD去除率為40.89%。產(chǎn)氫過程中,出水pH基本保持在3.5~4.

3、6范圍之間,堿度維持在3.21mmol/L~4.19mmol/L之間。啟動(dòng)過程先后經(jīng)歷了混合型發(fā)酵、丁酸型發(fā)酵、乙醇型發(fā)酵。
　　(2)在COD濃度為10000mg/L,研究HRT對(duì)糖蜜廢水厭氧產(chǎn)氫的影響,當(dāng)HRT為4h時(shí),反應(yīng)器運(yùn)行效果達(dá)到最佳狀態(tài)。COD去除率為43.4%,產(chǎn)氣量為103.68L/d,氫氣含量為52.69%。
　　(3)實(shí)驗(yàn)考察4種不同的 COD/N對(duì)糖蜜廢水產(chǎn)氫過程的影響,當(dāng) COD/N為20時(shí),微生物

4、活性受抑制,產(chǎn)氫幾乎為零,PH高于5.5。產(chǎn)氣效果較好時(shí)COD/N為40,此時(shí)反應(yīng)的產(chǎn)氣代謝能力最強(qiáng),COD去除率為33.23%,氫氣產(chǎn)量為55.9L/d。
　　(4)以糖蜜廢水產(chǎn)氫發(fā)酵液為底物,采用2號(hào)反應(yīng)器,溫度控制在35±1℃,HRT為6.1h,進(jìn)水pH調(diào)節(jié)為7.0±0.2,容積負(fù)荷變化范圍為8.52 kg COD/(m3·d)~32.17 kg COD/(m3·d)。容積負(fù)荷為19.32kgCOD/(m3·d)時(shí),產(chǎn)氣量最

5、大,產(chǎn)氣量為43.61L/d,甲烷含量為56.8%,COD去除率最大為74.91%。
　　(5)1號(hào)反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后,以啤酒廢水代替糖蜜廢水為底物,水力停留時(shí)間為4.06h,進(jìn)水COD濃度變化范圍5000 mg/L~10000mg/L。容積負(fù)荷為53.18kgCOD/(m3·d)時(shí),運(yùn)行效果最好,此時(shí) COD去除率達(dá)到33.95%。產(chǎn)氣量達(dá)到127.50L/d。氫氣含量為42.41%。
　　(6)利用啤酒廢水產(chǎn)氫發(fā)酵液產(chǎn)甲烷