生物质废弃物制氢技术（精选8篇）

生物质废弃物制氢技术 第1篇

摘要：本文介绍了利用生物质废弃物和微生物制氢的几种技术，分析了每种技术的制氢原理、制氢效益和发展状况;并提出生物质催化气化制氢是实现能源结构转变及环境保护的有效手段，是很有前景的一种生物质废弃物制氢方法。

关键词：生物质制氢催化气化

1前言

目前，80%以上的能源与有机原料来自于化石能源。随着化石能源的枯竭及其使用所带来的环境问题的日益严重，人类将面临严重的能源危机与环境污染。氢是一种理想的新能源，具有资源丰富，燃烧热值高，清洁无污染，适用范围广的特点。制氢的方法有很多，电解水是大规模生产氢的一种途径，然而，水分子中的氢原子结合得十分紧密，电解时要耗用大量电力，比燃烧氢气本身所产生的热量还要多，因此若直接利用火电厂供应的电力来电解水，在经济上是不可取的。各种矿物燃料制氢如天然气催化蒸汽重整等，但其作为非可再生能源，储量有限，且制氢过程会对环境造成污染。因此，利用可再生能源，如太阳能、海洋能、地热能、生物质能来制取氢气是极具有吸引力和发展前途的。利用生物质制氢可以实现CO2归零的排放，解决化石燃料能源消耗带来的温室效应问题。

生物质废弃物制氢技术 第2篇

摘要：文章报道麦草秸秆水解-发酵两步耦合生物制氢的研究结果.在该研究条件下,麦草秸秆的产氢能力达到68.1mLH2/gTVS,与未经处理的底物相比提高了约135倍.此外,对麦草秸秆的`产氢机理也进行了探讨.作 者：李燕红 林钰 杏艳 樊耀亭 张亚辉 作者单位：李燕红(郑州大学化学系,郑州,450052;郑州大学化工学院,郑州,450002)

林钰(河南省教育学院化学系,郑州,450014)

杏艳,樊耀亭,张亚辉(郑州大学化学系,郑州,450052)

生物质废弃物制氢原理及研究现状 第3篇

生物质制氢主要有两种方法:一是微生物法, 微生物法制氢又分为厌氧发酵制氢和光合生物制氢;另一种是热化学转化法, 热化学转化法制氢分为热解制氢、气化制氢、超零界制氢。

1.1微生物转化制氢。 生物质产氢主要有化能微生物产氢和光合微生物产氢两种。 属于化能营养微生物的是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌, 发酵微生物产氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等。 光合微生物如微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系, 称光合产氢。在国外已设计了一种应用光合作用细菌产氢的优化生物反应器, 其规模将达日产氢2800m3[1]。 这种方法的基料工业和生活的产生的有机废水和农副产品的废料, 将这些废水废料通过光合细菌培养进而使其在生产氢的同时又能达到进化废水的目的, 可谓一举多得。

1.2生物质热解与气化制氢原理。生物质热解制氢是以生物质 (木屑、稻壳、秸秆等) 为原料, 在隔绝空气或氧气的条件下加热生物质, 使其转化为富氢燃气的过程。其中, 气体中还含有CO、CO2、CH4和其他碳氢化合物。根据热解温度的不同可以划分为低温慢速热解 (<500℃) , 产物以木炭为主;中温快速热解 (500~650℃) , 产物以生物油为主;高温闪速热解 (700~1100℃) [2], 产物以可燃气体为主。生物质热解制氢是一个非常复杂的热化学转化过程, 主要发生如下5步反应, 这些反应易受到热解温度、压力、反应时间、催化剂等诸多因素的影响。生物质废弃物气化制氢以生物质废弃物 (木屑、稻壳、秸秆等) 为原料, 在气化炉 (固定床、流化床、气流床等) 内, 高温下通过气化介质 (空气、氧气、水蒸汽等) 与生物质进行反应, 使其转化为富氢燃气的过程。生物质气化制氢温度一般为800~1000℃, 该温度下生物质可以完全转化为H2和CO (理想状态) , 但实际状态下还生成了CO2、CH4和其他碳氢化合物。生物质气化制氢的主要影响因素为气化温度、停留时间、压力、催化剂、物料特性等。生物质气化制氢工艺一般分为原料的预处理、气化制氢、气体净化等, 其简单工艺流程可用图1表示[3]。

2生物质废弃物制氢的研究进展

2.1微生物制氢技术。2.1.1可厌氧发酵微生物。 厌氧发酵制氢分兼性厌氧和专性厌氧的发酵制氢[4], 其微生物分为3类:专性厌氧微生物, 包括梭菌属、产甲烷菌等;兼性厌氧菌, 包括大肠杆菌 ( 和肠杆菌属等;发酵混合细菌种群, 来源广泛, 除了污水处理厂的厌氧消化污泥和活性污泥外还有各种土壤中也含有大量的制氢混合菌种。 混合菌种可以利用的底物比较广泛, 除了葡萄糖、蔗糖外, 还可利用有机废水 ( 如猪场废水) 和固体废弃物。 与光合生物制氢技术相比, 厌氧发酵过程制氢具有制氢能力高、制氢速率快、制氢持续稳定、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。 2.1.2海洋生物。利用海洋生物制氢可谓是生物质制氢的一种新技术, 这项技术最初是由韩国海洋研究院开发出来的。利用生活在太平洋深海海底的微生物“ 超嗜热古细菌将一氧化碳转换为氢气[5], 这种方法制氢的效率是很高的, 最高可以达到目前采用的厌氧细菌的15倍。 由此可以看出, 这种技术一旦实现商用化, 那每年的氢气产量是十分可观的。

2.2秸秆类生物质发酵制氢技术。秸秆是由纤维素、半纤维素和木质素交织在一起形成的有机混合体, 用秸秆发酵制氢的技术瓶颈在于秸秆中木质纤维素的水解。纤维素类物质也可以作为生物制氢的原料, 但是由于大多数的微生物不能直接分解利用纤维素, 因此以纤维素为原料制氢的产量较低。因此秸秆制氢过程中, 对秸秆预处理技术的研究变得越来越重要。2.2.1化学处理。将灭菌后的秸秆粉分别用H2SO4、HN3·H2O或Na OH进行预处理[6]。化学法是使用酸、碱、有机溶剂等作用于作物秸秆, 破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键, 破坏纤维素的结晶结构, 打破木素与纤维素的连接, 达到提高秸秆消化率的目的。2.2.2生物处理。生物处理是利用分解木质素的微生物除去木质素以解除其对纤维素的包裹作用。降解木质素的微生物通常有Pharerochacte Chrysosprium, Coriolusversicolor等白腐菌, 依靠这些菌产生的木质素分解酶系对物料中的木质素进行分解。生物预处理不仅要将外层的木质素去除, 也要降解纤维素和半纤维素[7], 常见利用产纤维素酶的霉菌降解纤维素和半纤维素, 主要包括康氏木霉、绿色木霉等。2.2.3热处理。将水稻秸秆段置于热水中浸泡48h后, 置于烘箱中烘干, 待质量恒定备用。

3存在的问题及展望

通过介绍生物质废弃物制氢的原理与国内外研究现状, 总结出以下几点不足:

3.1生物质废弃物制氢技术具有工艺简单、 能源利用效率高等优点, 在使用催化剂的条件下, 热解气中H2的体积分数一般在30% ~50% , 由于载气 (N2、He等) 的加入使得热解气的热值降低, 限制了它的进一步利用。 热解过程还会有焦油的产生, 焦油不仅腐蚀和堵塞管道, 还会造成环境污染等问题。

3.2生物质废弃物制氢技术最大的优点是产生的H2含量高、燃气热值高。 在使用催化剂的条件下, 气化产气中H2的体积分数一般在40% ~ 60%, 气化过程同样有焦油的产生, 如何解决焦油问题对生物质气化制氢具有决定性意义。

3.3大量的实验研究表明, 温度和催化剂对热解与气化制氢至关重要。 目前国内外研究较多的催化剂主要有以下5类:1天然矿石类, 如白云石、橄榄石等;2镍基催化剂;3碳酸盐类, 如K2CO3、Na2CO3、Ca CO3等; 4金属氧化物类, 如Ca O、Al2O3、Si O2、Cr2O3等;5其他类, 如Zn Cl2、复合催化剂等。 其中, 催化效果比较好的主要有白云石和镍基催化剂, 这2种催化剂应用比较广泛而且催化活性较高。但镍基催化剂由于价格昂贵, 造成生产成本高, 所以在生物质热解与气化制氢中很少被应用, 而白云石催化剂存在3个很大的缺陷:1自身强度低, 很容易破碎成粉末, 造成管路的堵塞;2随着反应的进行, 反应活性逐渐降低, 使用寿命短;3高温下易分解释放出CO2, 不利于反应的正向进行。 目前, 研究和开发出一种新型有效的催化剂, 提高H2产量, 降低热解温度, 促进焦油裂解, 将对生物质制氢工艺的开发与应用具有很大的推动作用。 如果可以实现热解与气化工业化制氢可大大降低生产成本, 不仅可以缓解能源危机, 而且对社会的可持续发展具有重要意义, 生物质废弃物制氢将会是未来的发展趋势。

摘要：结合实际, 针对生物质废弃物制氢原理及研究现状进行了论述。

关键词：生物质废弃物,制氢原理,研究现状

参考文献

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[7]刘睿, 万楚筠, 等, 秸秆预处理技术存在的问题与发展前景[J].环境科学与技术, 2009, 5.

生物质废弃物制氢技术 第4篇

摘要:针对牛粪水分含量高、粗纤维素多、难发酵等问题,研制出一种高效生物发酵菌剂,对牛场有机废弃物进行高效生物堆肥化处理。通过对堆肥的稳定度和腐熟度的深入研究,总结出一套完整的堆肥技术。根据发酵牛粪的特点,设计了一套完整的有机无机复混肥生产工艺。在此基础上,根据生产工艺要求选用配套设备,有机无机复混肥料的配方根据用途和土壤条件确定。

关键词:有机废弃物;发酵菌剂;堆肥化;生产工艺;有机无机复混肥

中图分类号: S143.6 文献标识码: A 文章编号:1006-6500(2009)01-000059-03

Biological Treatment of Cattle Pasture Organic Waste and Production Technology of Organic-inorganic Compound Fertilizer

ZHANG Wen-jun,LIU Zhao-hui,JIANG Li-hua,ZHONG Zi-wen

(Soil and Fertilizer Institute, Shandong Academy of Agriculture Sciences, Jinan 250100, China)

Abstract:Composting is one of the effective ways to reuse organic solid waste. In view of the high water and crude cellulose content and difficult to ferment of cattle feces, a kind of high-efficiency biological fermentation preparation was developed combined with Shandong North Earth Pasture Ltd. and was used to compost organic waste of cattle pasture high-efficiently.Through the thorough research of the stability and maturity of the compost, a series of integrative composting technology was worked out. Considering the characters of fermentation cattle feces, a series of integrative organic-inorganic compound fertilizer production technics was designed. Corresponding equipment was selected according to requirement of production technics. Formula of organic-inorganic compound fertilizer was established according to use and soil conditions.

Key words: organic waste; fermentation preparation; composting; production technics; organic-inorganic compound fertilizer

近年来,随着集约化畜禽养殖业的不断发展,大型养牛场越来越多,牛粪产生量也在不断增加。牛粪中含有丰富的氮、磷、钾和有机质,也含有许多挥发性物质、病原细菌微生物、寄生虫卵及重金属等。若牛粪未经处理而直接施用于农业,会对生态环境和人畜健康带来负效应。高温好氧生物堆肥法以其成本低廉、能有效杀灭病原菌和除臭、改善畜禽废物不良的物理性状、使畜禽废物减容和达到彻底稳定化的效果等优点而倍受人们的关注,并已成为当前畜禽废物无害化和资源化的重要途径之一。堆肥后有机无机复混肥的生产也便于运输和使用。

1 材料和方法

1.1 材 料

1.1.1发酵基质 新鲜牛粪水分高,无法直接发酵,需添加干燥的草炭、粉煤灰等调节发酵基质的水分和C/N(有机物料含有的碳和氮的比)。有机原料的理化性状见表1。

1.1.2 高效生物发酵菌剂 通过不同菌株拮抗性试验、菌株配伍组合培养活性比较优选试验、高活性复合菌剂配制试验、与同类菌剂发酵对比试验等,最终研究配制的高效生物发酵菌剂有纤维降解、糖化发酵、均体蛋白生成、益生代谢、快速腐解5种类型24个高效发酵菌株组合培养而成。它们之间具有复合培养优势和协同发酵作用。用此发酵剂,外界环境在零下10 ℃的情况下,温度仍能达到65 ℃。因为发酵速度快,发酵温度高,转化臭气,抑制腐败,杀灭虫卵和致病菌,有机肥比较洁净,熟化过程不产生任何二次污染。因此,对牛粪基料发酵转化为优质有机肥料的效果突出。经试验,其对牛粪的生物降解能力较强,通过物理指标、化学指标、生化指标对腐熟度的评价,均优于其它同类菌剂。生产流程见图1。

1.2 试验方法

用玉米毛、草炭、粉煤灰等辅助原料将堆料的水分百分比含量调节至55%左右,C/N调节到25~30∶1。加入0.2%高效生物发酵菌剂(用水稀释10倍后均匀加入),掺混均匀,堆成条形堆,堆宽3~5 m,堆高1.2~1.5 m,堆长自定,料堆温度开始上升时进行首次翻倒,之后每48 h翻倒1次,发酵过程中温度控制在65 ℃以下,经过低温—高温—低温过程,进行一次发酵和二次发酵,温度稳定后进行观察。通过物理指标(如颜色、气味、温度、粒度等)、化学指标(C/N、NH3--N/NO3--N、阳离子交换量、有机酸、腐殖化程度等)和生物指标(微生物量、种子发芽力等)进行堆肥腐熟度评价。腐熟完全进行粉碎,再加入无机肥料进行有机无机复混肥的生产。

1.3 发酵参数

影响基质发酵腐熟程度和发酵周期的因素很多,要想取得好的发酵结果,必须控制好发酵过程中的几个主要参数(如含水率、C/N、温度等)。具体数值见表2。

2 肥料生产

2.1有机无机复混肥生产工艺流程

有机无机复混肥生产的工艺流程见图2所示。

2.2 有机无机复混肥标准

根据肥料用途和土壤条件,确定生产的系列专用有机无机复混肥,参照国家标准GB 18877-2002制定本标准主要技术指标,其它蛔虫卵死亡率、大肠菌值、重金属及中微量元素含量均符合国家标准。具体参数见表3。

2.3 造粒设备

有机无机复混肥的生产一般采用球形和柱状两种,生产球形颗粒对有机原料的细度、水分含量、有机原料的加入量要求高,成球率低,对微生物的破坏大,投资高等。而柱状挤压造粒设备对原料的细度、有机物的加入量要求低,对微生物的破坏小,不用添加其它黏结剂便可成粒,且成粒率高,投资相对较少。由于牛粪作为主要有机原料,其粒度粗,所以选用柱状挤压生产设备来制造有机无机复混肥。其他的厂家应根据投资情况和有机原料的粒度粗细度来确定。

2.4 化学肥料

由于发酵物料中含有大量的有机物质,氮、磷、钾含量相对较低,生产有机无机复混肥必须添加一些化学肥料。通过对氮、磷、钾3类多种肥料的生产试验研究,以及大量有机无机复混肥在蔬菜和果树等经济作物上的应用最终确定,尿素与硫酸铵合理搭配为氮肥的主要原料。普钙具有良好的粘结性但含量低,磷酸一铵和磷酸二铵含量高但成粒率与抗压强性较差,在选用磷肥时,以普钙和磷酸一铵或磷酸二铵合理搭配为宜。钾肥一般选用氯化钾和硫酸钾,根据作物的忌氯情况,二者合理搭配使用。中微量元素的加入根据用途和土壤条件确定。

3 小 结

(1) 针对牛粪及与牛粪相似的有机原料生产出一种高效生物发酵菌剂,解决了牛粪水分含量高、粗纤维素多、难发酵等问题,取得较好的效果。

(2) 经过研究,总结出一套完整的堆肥技术,以及堆肥过程中的主要技术参数和堆肥腐熟度等技术指标。

(3)根据牛粪的特点,设计了一套完整的有机无机复混肥生产工艺。

(4)根据有机无机复混肥的质量标准及作物的需肥特点,确定了化学肥料的种类和有机无机复混肥生产配方。

(5)有机无机复混肥在不同作物上的肥料效果和有机无机复混肥对土壤的影响应进行深入的研究。

参考文献:

[1] 刘兆辉,江丽华,张玉兰,等.秸秆颗粒肥料生产工艺的研究[J].山东农业科学,2001(增):25-26.

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[5] 范春杰,刘懿善,孟庆春,等.新型颗粒生物有机肥的生产工艺研究[J].齐齐哈尔大学学报,2002(9):22-24.

生物质废弃物制氢技术 第5篇

生物技术行业废弃物排放现状及调查评价

摘要：由于生物技术的.特殊性,生物技术行业所产生生物废弃物的环境排放,对人体健康和生态环境可能带来安全隐患.目前对生物技术行业产生的生物废弃物监管也尚未形成专门的法规和监测评估体系.在实地调研和实验分析的基础上,归纳分析了上海生物技术行业生物废弃物排放种类和管理现状,探讨了生物废弃物的监测评价技术.作 者：李备军 汤琳 张锦平 LI Bei-jun TANG Lin ZHANG Jin-ping 作者单位：上海市环境监测中心,上海,30期 刊：环境监控与预警 Journal：ENVIRONMENTAL MONITORING AND FOREWARNING年，卷(期)：,02(2)分类号：X508关键词：生物废弃物 排放 监测 评价

生物质废弃物制氢技术 第6篇

摘要：烟草废弃物环保处理、能源利用系统通过高温干馏处理后,烟草废弃物不再具有烟草物质的`物理和化学特性,而且还将其生物能转化成工厂所需要的蒸汽热能供生产车间使用,经处理后,尾气迭标排放,尾渣是烟草复合有机肥原料,无废水排放,有显著的经济和社会效益.作 者：王先义 郭汉华 宋翠英 李昌平 徐双红 作者单位：王先义,李昌平(浏阳天福打叶复烤有限责任公司,湖南,浏阳,410323)

郭汉华,宋翠英,徐双红(湖南中烟工业有限责任公司,湖南,长沙,41000)

生物质废弃物制氢技术 第7篇

生物制氢研究进展(Ⅱ)应用与前景

探讨了各种生物制氢技术处理废弃物并从中制取氢气的特性,对各技术的优缺点进行了比较分析,得出厌氧发酵生物制氢技术则是其中最有潜力的技术,更易于实现规模化的工业性生产.介绍了氢气的`储存方法,讨论了燃料电池对生物制氢技术的要求及生物制氢技术应用于燃料电池的可行性,预测了其未来的发展方向及应用前景.

作 者：柯水洲 马晶伟 KE Shuizhou MA Jingwei 作者单位：湖南大学土木工程学院水工程与科学系,湖南,长沙,410082刊 名：化工进展 ISTIC PKU英文刊名：CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS年，卷(期)：25(9)分类号：Q939.9 TK91关键词：生物制氢 废物利用 燃料电池

厌氧菌发酵生物制氢技术试验分析 第8篇

1 厌氧菌发酵生物制氢

一直以来, 人们对厌氧发酵制氢的基本原理的研究具有很高的热情, 因为新创造和新思路的实现必须依据发酵制氢的原理。废品、垃圾等废弃物作为厌氧发酵的底物是常见的原料。厌氧发酵底物范围的广泛是能更有效地制氢的前提。葡萄糖在发酵的过程中的碳源, 它生产出氢气、丁酸与乙酸。经过丙酮酸脱羧作用, 产氢细菌直接产氢, 其方式可分为两种:一是肠道杆菌型, 丙酮酸脱羧后形成的甲酸部分或全部分裂解转换为H2与CO2, 甲酸裂解产生H2的过程如图1所示。

二是棱状芽孢杆菌型, 经过酮酸脱羧作用, 丙酮酸形成酶的复合物--硫胺素焦磷酸, 铁氧还蛋白被氢化酶重氧化, 于是产生了H2分子, 丙酮酸脱羧作用产生H2过程如图2所示。一般, 选择发酵菌种标准为:宽的环境适用范围、高的氢气产率、高的底物转化率和宽的底物利用范围。而产氢菌种包括杆菌属、埃希氏肠杆菌属、棱菌属、杆菌属四类。一些检点的真核生物和原核微生物中存在氢酶, 在氢酶的催化作用下, 氢形成了氧化。按照氢酶的催化特性进行分类, 可将氢酶分成双向氢酶、放氢酶和吸氢酶3类。双向氢酶技能催化放氢反应也可以催化吸氢反应, 它依照氢酶所处的环境来表现催化性质。放氢酶表现为催化产氢反应。吸氢酶表现了催化吸氢反应。

从有机废水或含碳水化合物的工农业废弃物中直接由微生物获取氢气, 其原材料可以从果品加工厂、饮料生产厂等生产过程中产生的废水和废弃物中得到。厌氧微生物可以降解劣质粮食、蛋白质、糖类的食物等。生物制氢的同时, 还能够不同程度地处理、净化这些固体废弃物或废水等。厌氧发酵技术能够从有机废弃物中回收大量的甲烷, 然后再以厌氧发酵的方式进行生物制氢。将这项技术应用于废水生物处理方面, 就完全可以起到净化废水的作用。生产生物氢气使环境免于受有机废水或工农业废弃物的污染。生物制氢试验方案见图3。

2 果汁饮料废水生物制氢

微生物的生长代谢受到不同环境因素间接或直接的影响。微生物与环境之间存在着非常复杂的作用。不同的环境因素中必定会有几个因子对微生物的繁殖和生长带来影响和改变。厌氧生物发酵反应器中污泥量、PH值、温度、反应时间、底物浓度以及底物种类等都会不同程度地影响产氢的过程。作为研究对象, 选取了果汁饮料废水, 对金属离子、污泥预处理、以及生态因子对产氢的影响进行了研究。控制厌氧发酵生物产氢的重要因素之一就是污泥预处理。分析了碱处理、热处理和酸处理对发酵产氢的影响。热处理可以使得产氢反应快速启动, 有效地杀灭产甲烷菌, 它比别的预处理方法效果要好。厌氧发酵制氢过程中, 发酵体系的温度和p H值是重要的影响因素。发酵环境中, p H值在4.5~5.5的情况为最优持续产氢p H值, 发酵温度是32摄氏度时的最大累积产氢量为1805毫升, 而发酵温度到达37摄氏度的最大产氢速率为62m LH2/hL废水。初始p H值为7.0时的最大产氢浓度百分之42.3, 最大产氢量1999毫升。不同价态铁中, Fe3+没有促进作用, 单质Fe和Fe2+能够提高产氢酶的活性、提升细菌的代谢能力。Fe2+浓度在0~250mg/L能够增加产氢量、促进产氢反应, Fe2+超过250mg/L, 有抑制产氢反应的作用, Fe2+投加量在50mg/L时, 最大累积产氢量为1936毫升, 分别比试验前提高了百分之2.4和0.15倍, 不同价态Fe中的Fe2+最佳。污泥的产氢活性在很大程度上受自然环境温度的影响较大, 自然环境的温度相对较高, 产氢活性也较强。可以利用果汁饮料废水进行厌氧发酵产氢, 不但能够增加产能, 还可以达到降低废物排放目的。

以果汁饮料废水为底物, 初始PH值为6.0时, 随着时间的变化, 产氢量分为四个步骤:延迟反应、产氢、继续产氢、衰减产氢。延迟反应阶段, 氢发酵没有产生氢气, 随着时间的增加, 氢气的含量也在逐步增加。在微生物厌氧发酵产氢的过程中, 棱状芽孢杆菌开始生长, 并开始降解有机物, 它起到了主要的控制作用。当氢气含量到达最大值时的气体氢气含量为百分之六十一, 然后进入继续产氢。最后, 当有机物耗尽时, 氢气的含量也在逐渐下降。其产氢浓度随时间的变化关系如图4所示。厌氧发酵生物制氢的4个步骤与微生物本身的生长规律密不可分。在化学成分一定的培养基中, 分批培养微生物。随着时间的推移, 微生物的生长速度也发生着规律性改变。从细菌繁殖开始, 底物渐渐转化为氢气。随着细菌数量增加、生长速度的加快, 也随着持续地产生氢气。细菌的快速繁殖降低了培养基浓度, 营养耗尽时, 细菌群体逐步衰亡, 氢气含量降低, 结束产氢。微生物生长代谢的这个过程其实就是产氢的整个过程。厌氧发酵生物制氢的过程中, 棱状芽孢杆菌属群的作用十分重要。棱状芽孢杆菌的特性可以通过热处理来提高。当生长于新介质中时, 孢子悬浮物可以变成完全无性繁殖细胞。在富集厌氧产氢微生物中起着主导作用的是芽孢生产菌, 产酸菌群由厌氧产芽孢细菌等构成的。生物产氢路径为:如果汁饮料废水的复杂碳水化合物经过水解, 转化为如葡萄糖的单糖, 经过酸化, 单糖生成了二氧化碳、氢气和挥发性脂肪酸。最后通过氢化酶作用, 脂肪酸则转化为了乙醇、二氧化碳和氢气。CDO为化学需氧量, 它表示废水中的有机物完全被氧化所需要的氧量。产氢菌利用了碳水化合物, 将其转化为挥发性脂肪酸、细胞物质、二氧化碳、醇和氢气, 同时也降低了COD含量。

3 试验方法

试验所使用仪器如图5所示, 图中1代表反冲水槽;2为集气瓶;3为气囊;4为量筒;5为三口瓶;6是恒温水浴;7是温度探头;8为加热装置;9是搅拌器。试验取800m L果汁饮料废水, 天然厌氧微生物为污水处理厂厌氧污泥, 100m L经过预处理的菌液, 配置好的营养液, 注入1000mL的3个烧瓶中, 加入纯度为99.99%的H2, 充入5min, 即刻放入水浴恒温振荡器中, 振荡时间根据发酵具体情况进行调节。初始pH值可用氢氧化钠溶液、稀盐酸、缓冲溶液来进行调节, 并对不同的发酵温度实施控制。采用气相色谱仪检测发酵气体的成分, 相应气体峰值和保留时间对发酵气体成分的计算提供了可能。测定发酵气体成分条件为:进样量为1mL;载气流率为15.5mL/min;载气氩气;检测器温度为240℃;进样温度为210℃, 柱温度210℃。

比产氢量为每单位CODcr的产氢量 (mmol H2/g (COD) ) 。

4 结束语

通过厌氧菌发酵处理果汁饮料废水, 可以实现持续生产生物氢气的目的。利用果汁饮料废水进行厌氧发酵产氢是完全可行的, 能够实现降低废物排放与提高产能的双重目的。

摘要：人类在面临、解决环境和能源危机问题上, 研究了很多的方法。为更好地解决回收能源的问题, 通过采用生物制氢技术就可以大量净化有机废弃物, 这种能源利用的方法比较符合可持续发展的国家战略和经济的政策。厌氧发酵生物制氢技术可以实现如废物处理资源化, 它稳定性好、产氢能力高, 可以应用于对少数几种符合化合物以及单一化合物的研究, 此技术拥有广泛的利用基质。如今, 我国食品行业中发展最迅速的要数饮料行业, 果汁饮料废水含糖量高的特点给厌氧发酵产氢提供良好的条件。文章分析了厌氧发酵生物制氢的影响因素以及在应用方面的缺点, 作为一种具备极大潜力的新能源技术, 围绕厌氧菌发酵生物制氢技术进行探讨。

关键词：厌氧发酵,生物制氢,果汁废水

参考文献

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