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1、第25卷第6期环 境 科 学Vol.25,No.62004年11月Nov.,2004ENVIRONMENTALSCIENCE连续流生物制氢反应器乙醇型发酵的运行特性任南琪,宫曼丽,邢德峰(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨 150090)摘要:采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),利用厌氧活性污泥,在制糖废水产酸发酵过程的同时制取氢气.探讨了生物制氢反3应器连续流稳定运行的工程控制参数.研究表明,在污泥接种量为15g/L、温度为35℃±1℃、COD容积负荷为40kg/(m·d)、HRT为4h、系统pH、氧化还原电位(ORP)分别在416～419、-450～-470mV等条件下,可以
2、实现连续流生物制氢反应系统乙醇型发酵的高效稳定运行.此时,液相末端发酵产物中乙醇和乙酸的含量占挥发酸总含量的80%以上,COD去除率22%～3326%,气相中的氢气含量约为40%～58%,最大产氢能力为7163m/(m·d).关键词:生物制氢;乙醇型发酵;产氢能力;菌群中图分类号:X38211文献标识码:A文章编号:025023301(2004)0620113204ContinuousOperationofHydrogenBio2ProductionReactorwithEthanol2TypeFermentationRENNan2qi,GONGMan2li,XINGDe2feng(Scho
3、olofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)Abstract:Thenaturalresponseofacontinuousstirredtankreactor(CSTR)forhydrogenbio2productionusingmolasseswastewaterassubstratewasinvestigated.Emphasiswasplacedonassessingtheoperationalcontrollingstrategyonthestable
4、operationofCSTRwithhighefficiency.Itwasfoundthatataninitialbiomassof15g/L,anequilibrialmicrobialcommunityintheethanol2typefermentationandefficientstableoperationofCSTRcouldbeestablishedwithfollowingconditions:temperatureof35℃±1℃,CODorganicload23ingrate(OLR)of40kg/(m·d),hydraulicretentiontime(HRT)of
5、4h,pHvalueof416～419andoxidationreductionpotential(ORP)of-450～-470mV.Followingthat,hydrogenproductioninthereactorwasrelativelystable.Theobservedmaximalhy233drogenbio2productionratewas7163m/(m·d).Thecontentofhydrogeninthebiogaswasabout40%～58%.CODremovalratewasbetween22%～26%.Thetotalcontentofethanolan
6、daceticacidinthefermentativeendproductswasabove80%.Keywords:hydrogenbio2production;ethanol2typefermentation;hydrogenproductionrate;microbialcommunity 目前,全世界有96%的氢能的生产要依赖于石酵高效稳定运行的工程应用参数.[1～4]化能源.从人类可持续发展的角度出发,生物1 试验材料与方法制氢作为一项新兴的能源生产技术以其特有的环境[5]友好性受到世界各国政府的关注.同光合细菌制111 试验装置氢比较,发酵法生物制氢有着无光照,产氢稳定,装[
7、14]试验采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),[6]置易于实现工业化生产等优点,有更为广阔的前模型反应器总容积2210L,有效容积为916L.反应景.有机废水的厌氧生物处理主要有3种产酸发酵器内部设有三相分离器,使气、液、固三相很好地分[7]类型,分别为乙醇型发酵、丁酸型发酵和丙酸型离,更有利于气体的传质与释放.采用计量泵将原水[8]发酵.目前国外的研究大多集中在丁酸型发酵.从进水箱泵入反应器内,通过调节计
