论文部分内容阅读
由于清洁、高效等优点,氢气备受能源界的青睐。而生物制氢技术这项符合可持续发展战略的新技术,具有不消耗矿物能源和成本低等优点。生物制氢技术分为光合生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术。与光合生物制氢技术相比,厌氧发酵过程制氢具有不受光源限制、产氢能力高、产氢速率快、产氢持续稳定、反应装置的设计操作简单、原料来源广泛且成本低等特点,更易于实现规模化生产,受到国内外广泛关注。虽然厌氧发酵生物制氢技术已经在世界上有广泛的研究,但是仍没有投入到生物制氢的产业化中。因此,本文利用UASB反应器以红糖作为底物,证明此反应器进行生物制氢的可行性,并对其启动与运行特征进行研究。本文以红糖人工废水为底物,加入氮磷复合肥作为营养元素,反应器内的温度控制在(35±1)℃,HRT 8h。首先在启动阶段控制COD浓度在4500mg/L,启动结束后将其调整到6000mg/L并稳定运行30天。经过63大的运行,UASB反应器内部环境成功实现了乙醇型发酵。ORP稳定的保持在-380到-440mV之间。COD去除率最高达到28%左右。尽管进料混合液的pH值变化范围很大,但是出水pH值始终保持在4.5～5.0之间。产气量有明显的增大,最大达到16.844L/d,而氢气含量也在50%以上。液相末端产物中,乙醇和乙酸的在挥发酸总量中的所占比例非常的大,并且非常稳定的维持在80%～85%的范围内波动,而且乙醇在液相末端产物中的含量明显高于乙酸、丙酸和丁酸的含量,形成了典型的乙醇性发酵。虽然本实验证明了UASB反应器进行厌氧生物制氢的可行性,但距离将其进行工业化还有很长的路要走,需要对各个影响因子、反应器的构造、底物的组成及种类等进行更加深入的研究。