“CSTR-UASB”產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷兩相厭氧系統(tǒng)運(yùn)行研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，化石燃料的過度使用已經(jīng)造成許多環(huán)境問題，尋求清潔綠色能源代替化石燃料已成為世界各國的能源戰(zhàn)略政策。氫氣以清潔無污染、可再生性等特點(diǎn)備受研究者關(guān)注。厭氧發(fā)酵生物制氫技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，但是過低的產(chǎn)氫效率是實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用的主要障礙。然而，根據(jù)微生物特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)生物制氫出水可以繼續(xù)被利用來產(chǎn)生甲烷，這樣這樣既可以降低有機(jī)廢物對環(huán)境的危害，又可以利用有機(jī)廢物同時回收氫氣和甲烷來提高能源回收效率。
　　本文以連續(xù)流

2、槽式攪拌反應(yīng)器(CSTR)為產(chǎn)酸相和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)為產(chǎn)甲烷相建立兩相厭氧系統(tǒng)來同步回收氫氣和甲烷。實(shí)驗(yàn)首先確立產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相最佳運(yùn)行條件，主要考察了可控參數(shù)水力停留時間(HRT)對系統(tǒng)的影響。研究表明:產(chǎn)酸相的最佳運(yùn)行HRT條件為5h，獲得產(chǎn)氫率及氫氣含量分別為8.31(±0.11)mmol L-1h-1和59.0（±1.69）％;產(chǎn)甲烷相最佳運(yùn)行HRT條件為18h，獲得產(chǎn)甲烷率及甲烷含量分別為2.14(±0.05

3、) mmol L-1 h-1和75.5（±1.19）％。
　　在產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相各自的最佳運(yùn)行條件下建立兩相厭氧系統(tǒng)回收氫氣和甲烷，并研究了有機(jī)負(fù)荷(OLR)對系統(tǒng)能源回收效率的影響。研究發(fā)現(xiàn):兩相厭氧系統(tǒng)的最大能源回收率(g COD/g COD)在有機(jī)負(fù)荷16 g COD L-1 d-1下獲得，為73.1％，此時大約有16.6％和56.5％的COD量分別以氫氣和甲烷的形式釋放。與單相厭氧系統(tǒng)相比，兩相厭氧系統(tǒng)可以大大提高能源回收