丁酸型发酵产氢的运行稳定性.pdfVIP

第25卷第1期 太阳能学报 Vo【．25．No．I 2004年2月 AFrAFNKKGlAEs0LARlSSINl【?A Feb 2004 文章编号2004)0l004606 丁酸型发酵产氢的运行稳定性 秦智，任南琪， 李建政 (哈尔滨r业大学市政环境T程学院晴尔滨150090 摘要：着重对发酵法生物制氢反应系统的丁酸型发酵的运行稳定性进行了研究分析。结果表明，在有机负荷大于 2l妇cOD／n，·d的条件下，丁酸型发酵具有不稳定性，在负荷冲击下容易转变为丙酸含量较高的发酵类型，从而导致 系统产氢能力的下降。分析认为，NADH／NAD+的平衡调节能力是影响系统运行稳定性的一个关键因素。在高负荷 内大量积累。使反应系统难以达到氧化还原的平衡状态，最终影响了系统的稳定运行。 关键词：生物制氢；丁酸型发酵；运行稳定性；NADH／NAD+；平衡调节 中圈分类号：x382 文献标识码：A 衡调节机制角度，分析了丁酸型发酵的运行稳定性 0前言 欠佳的原因，为发酵法生物制氢技术的最佳发酵类 型的选择提供了客观依据。 在诸多的新型替代能源中，氢气有“清洁能 源”之称，具有节能、不污染环境和可再生等优 1试验装置与方法 点，各国科学工作者已在开发氢能方面做了大量的 1．1试验装置及流程 工作【11J。就目前状况而言，氢气的工业化生产 大都采用物化法，或需消耗大量的电能，或需消耗 矿物原料，使氢气生产成本过高，从而限制了氢能 的发展。任南琪等_4o的研究表明，利用两相厌氧 处理T艺的产酸相通过发酵法从有机废水中制取氢 气是可行的。该技术将生物制氢工艺和高浓度的有 机废水处理相结合，在有效治理有机废水的同时可 回收大量的清洁能源物质——氢气，而且，由于采 用了非固定化的混合菌种的连续流培养，较易实现 工业化生产，具有很好的经济效益和环境效益。 图l试验装置及流程示意图 lSchematLc of nlem 生物制氢反应系统的产氢发酵类型主要有两 Fig dlagranlexperl 种，即乙醇型发酵和丁酸型发酵”“J，这两种发酵 类型都具有较高的产气(氢)能力。由于反应系统 试验中采用的生物制氢反应器，属连续流搅拌 的运行稳定性直接影响到生物制氢反应器的产氢能 槽式反应器(CSTR)，内有气一液一固三相分离装 力甚至关系到系统运行的成败，因此对系统的运行 置，反应区与沉淀区为一体化结构。反应器由有机 稳定性进行研究具有重要的意义。本文通过连续流 玻璃材料制成，内部设有搅拌装置，通过轴封和水 实验，着重对生物制氧反应系统的丁酸型发酵的运 封保证反应器内部的厌氧条件。反应器外壁缠绕电 热丝并通过温控系统保持反应器内部温度为35± 行稳定性进行了研究，并且从NADH／NAD+的平 11一07 收稿日期：2002 基金项且：国家杰}{{青年科学基金项目；国家重点基础研究发 展计划(973)项目((硷000026402) 万方数据万方数据 1期 秦智等：丁酸型发酵产氢的运行稳定性 l℃。反应器的有效容积为9．6L，沉淀医为5．4L。