附着性和颗粒型膨胀床生物制氢反应器的运行和调控

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1、题目附着性和颗粒型膨胀床生物制氢反应器的运行和调控Throughtheresearchofthebiofilm-basedexpandedbed,theresultsshowedorganicloadingrate(OLR)wasasignificantparameterinreactorcontrolandhydrogenproduction,especiallyinfermentationtypesformation.Ethanol-typefermentationformedundertheOL

2、Rof10kgCOD/m3·d.Thebiofilm-basedexpandedbedreactorperformedwellin31doperation,　pH=4.2~4.4andtheaveragehydrogenproductionratewas0.66L/L·h.Throughtheresearchofthegranule-basedexpandedbed,theresultsshowedthathydrogen-producinggranulewasobservedatthe20dfrom

3、startup,andthemaximumhydrogenproductionratewas1.07L/L·hwhenOLR=86.3kgCOD/m3·d.Glucoseassubstrate，startbiofilm-basedandgranule-basedexpandedbedhydrogen-producingreactors.TheresultsshowedthatwhenHRTof1.0h,thecorrespondingglucoseconcentrationof40　g/L,thebi

4、ofilm-basedexpandedbedachievedmaximumhydrogenproductionrateof6.54　L/L·h;whenHRTwas1.5h,thecorrespondingglucoseconcentrationof60g/L,thegranule-basedexpandedbedreactorachievedmaximumhydrogenproductionrateof6.85　L/L·h.　WhenHRTof1.0handthecorrespondinggluco

5、seconcentrationof40g/L,thetworeactorsobtainedthemaximumhydrogenof1.69mol/mol-glucosand1.54　mol/mol-glucose,　respectively.摘要能源枯竭、环境恶化是人类正在面临着的严峻挑战。氢气是一种清洁无污染、热效能高的可再生能源，是一种有很大发展前景能够替代化石能源的能源，而生物制氢技术成为氢能发展的必然趋势。发酵法生物制氢技术产业化的关键因素是提高反应器系统的产氢效能从而降低制氢成本。本文研究了

6、附着型和颗粒型膨胀床生物制氢反应器的启动和运行调控及其影响因素，并通过各自的产氢效能进行了比较分析。1．绪论1.1引言环境的破坏在很大程度上制约了人类经济社会的发展[1]。有研究者18在19世纪便已发现细菌和藻类能够产生分子氢这一现象[2]，但无进一步研究。而20世纪70年代的能源使得全世界开始意识到寻求一种替代能源的急迫需要，于是便开始研究生物制氢领域[2,3]。生物制氢领域的各种现代生物技术的应用，大大推进了生物制氢技术的进一步发展[4]。氢能的密度高于汽油2.68倍；转化为动力时的热效率高于常规

7、石化能源30%～60%[5]；氢还有一优势是便于储存和运输。1.2发酵法生物制氢技术的国内外研究现状厌氧附着膜膨胀床(AnaerobicAttachedmicrobialFilmExpandedBed,AAFEB)反应器是Jewell等人于20世纪70年代中期研制的厌氧消化工艺。在AAFEB反应器中，大部分微生物以附着于载体上的形式存在，通过利用扩散模式方式进入生物膜的废水中的营养成份，在厌氧发酵菌和产氢产乙酸菌的联合作用下，产生氢气[10]。厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)是一种效率高，适应性广的厌氧

8、处理工艺，现已成功地用于处理不同类型和浓度的有机废水。然而，由于缺乏良好的新型消化器的设计、运行控制参数，至今还没有大型AAFEB装置应用于工业生产[11]。厌氧膨胀颗粒床反应器(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB) 反应器由荷兰Wageinge农业大学的Letinga等人于20世纪90年代初研发，最初大部分的研究都集中于处理CODCr的质量浓度低于1000mg/L的低温低浓度污水[12]。低浓度废水通常是指CODCr的质量浓度