资源描述：
《利用糖蜜废水厌氧发酵法生物制氢》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、利用糖蜜废水厌氧发酵法生物制氢(翻译）LiYong-feng1,2,HanWei2,XuJing-li1,CHENHong2,WANGLu2,YANGChuan-ping2（1．CollegeofChemistandChemicalEngineering,ShanghaiUniversity,EngineeringandScience,Shanghai201620;2.SchoolofForestry,UniversityofNortheastForestry,Harbin150040）摘要：以糖蜜废水为底物,利用连续
2、流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,对糖蜜废水厌氧发酵生物制氢进行了实验.结果显示,在实验条件下,反应器具有持续产氢能力,反应器运行稳定后氢气含量达到75%，COD平均去除率8%左右,产氢效果显著,糖蜜废水可作为CSTR反应器中发酵法生物制氢底物。关键词：生物制氢厌氧发酵糖蜜废水1介绍随着能源价格的上涨，更多人关注到环境保护问题，制氢作为一种再生的资源吸引了很多关注。有很多种方法用于生物制氢，例如太阳能制氢，分解水制氢，电解水制氢，水气转换制氢，分解甲烷制氢，微生物制氢等等。尽管每一种方法都有很多缺点，但是生物制
3、氢是无污染，高效率，低消耗，具有巨大发展潜质和投入工业生产的一种方法。目前研究和生物制氢的发展都集中关注到光合制氢中。由于厌氧发酵生物制氢的优点，被越来越多在这个领域证明有很大研究价值的研究学者所接受。学者们已经表明，利用厌氧发酵生物制氢是有效的。现在大部分研究都在续批处理和半连续流动实验中，仍然需要进一步发展和研究，以实现产业化。基于连续流动实验的学习，研究环境因素对促进生物制氢产业化的影响是很重要的。厌氧发酵生物制氢法能够利用多种基质，例如葡萄糖，淀粉，蔗糖，很多研究者甚至用有机固体废物作为基质。然而利用有机物作为
4、基质进行生物制氢的研究依然还在探索中。本篇文章内容是关于糖蜜废水在CSTR反应器中的制氢和探讨在生物制氢系统中工程控制参数的稳定性。2材料和条件2.1实验设备和程序研究所需一个容量为12.5L，有效体积为5.4L且能将气固液三相隔离的连续性搅拌反应器（CSTRZL9824081.3）。温度保持在(35±1）℃，加入NaOH至反应器用于调节pH值。连续式厌氧发酵生物制氢反应器由透明有机玻璃构建，里面还包括一个搅拌器。水阀被用于防止反应器里厌氧并收集气体。2.2投料方案此研究的投料方法是为了稀释从当地甜菜蔗糖提炼厂的糖蜜废
5、水，处理方案包括稀释糖蜜废水，控制其COD在2000-4000mg/L，由泵连续地运送至CSTR，通过添加合成肥料以供微生物生长足够的营养和磷，以维持COD:N:P比例为100:5:1。2.3污泥生长与操作控制2.3.1污泥生长在CSTR中生长的污泥是从地方城市污水处理厂收集来，并添加糖蜜进行分批培养，过滤，沉淀，洗涤而得。污泥接种于活性污泥反应器时，颜色由灰色变成灰白色，并形成污泥絮体。通过显微镜观察生物污泥发现其中生物非常丰富。2.3.2操作和控制反应参数温度对发酵产氢过程具有主导影响。当温度的范围在35至38℃，
6、反应器中的厌氧活性污泥和微生物均达到最大的发酵，接触反应和酸化值，有机物转氢率也达到最高。因此，实验中利用电热丝控制反应器温度在(35±1）℃。水力停留时间也会影响生物制氢效率。再加入有机物进生物制氢反应器后，有机物被微生物水解和发酵释放氢气和氧气，有机物的水力停留时间将直接制约反应过程。假如HRT太短，发酵酸化过程不够充分，太长的HRT将对反应器不好。在实验中从废水里可观察到大量的菌絮凝积液，随着微生物量的减少也会减少产氢的体积。所以根据产氢的容量和悬浮物停留反应器的能力，反应器中最合适的HRT应该保持在4-6小时。
7、2.4分析方法混合气的成分是用气相色谱仪热导检测器分析的。2米长的不锈钢柱是由聚苯乙烯型色谱固定相所填充。并以流速为30ml/min的氮气作为载流气体。每种挥发性脂肪酸的浓度分析是由另外一种气相色谱仪完成，配备有氢火焰离子化检测器和填充了GDX-103的不锈钢柱。不锈钢柱，气室和检测室的温度分别是190,220,220℃。流速为30ml/min的氮气作为载流气体。样品的COD通过标准方法测出。pH和氧化还原电位通过pH计测出。湿式气体流量计用于测沼气。3结果和讨论3.1CSTR反应器中糖蜜的液态发酵产物当混合的微生物种
8、群一起培养12天，系统达到了相对的稳定状态。液体发酵产物在表1中可看，以mg/L作为各液态发酵产物的浓度。与此同时，糖蜜发酵产生的总液态产物一共是1069.756mg/L，包括乙醇（476.977mg/L），乙酸（353.478mg/L），丙酸（73.845mg/L），丁酸（119.065mg/L）和戊酸（46.391mg/L）所
