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生物产氢是利用某些微生物体内存在着特殊的氢代谢系统来生产分子氢的一项生物工程技术。我国的食品发酵企业截止到1998年已有7万多个（非轻工企业）,该工业废渣水年排放总量达27.5亿m3,其中废渣量1.6亿m3,此类废水中含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、糖类。这为生物产氢提供了大量廉价的有机基质,尤其是高浓度有机废水,有利于微生物产氢。因此,课题利用有机废水对生物制氢技术进行了基础研究。 本研究使用云南某污水处理厂浓缩污泥,采用不同的物理和化学方法对污泥进行预处理,使处理后污泥菌种缩短污泥驯化时间,并将厌氧发酵反应控制在产氢阶段;实验还考察预处理后的污泥,在模拟蔗糖及淀粉废水中的发酵产氢的能力及在初始pH、起始底物浓度、发酵温度以及微量元素Fe离子浓度变化对生物制氢产氢浓度,累积产氢量的影响;通过均匀实验设计,考察不同初始pH以及起始底物浓度共同作用对产气中氢浓度和累积产氢量的影响,并通过计算机DPS数据分析软件,对实验结果进行二次多项式回归分析,确定有机废水生物制氢的最佳厌氧发酵产氢条件。 实验结果表明:1.使用污水处理厂浓缩污泥,经热处理后进行微生物发酵产氢实验,较之酸筛处理污泥和未处理污泥,在短时间发酵期内,可以得到更高的累积产氢量和产氢浓度,并且抑制了CH4的产生。热处理污泥厌氧发酵产气中主要气体成分为H2和CO2。2.在蔗糖为底物单因素影响实验中,得到最大的累积产氢量135ml/g·蔗糖和产氢浓度57%。以淀粉为底物实验中,最大的累积产氢量221ml/g·淀粉和产氢浓度66%。3.在生物制氢条件下,模拟废水中COD去除率可达20%～60%。5.在本研究中,利用加热预处理后的污水处理厂浓缩污泥为天然菌种来源,蔗糖配制模拟有机废水,调整初始pH=6.1,底物浓度5.3g/L,FeCl2调整Fe2+浓度,当Fe2+1500mg/L时得到最大累积产氢量163mlH2/g以及最大产氢浓度60%。 蔗糖产氢率与国内文献值174mlH2/g相比较略低,淀粉产氢率比国内文献值184mlH2/g高出约20%。实验结果表明,利用经热处理浓缩污泥进行蔗糖和淀粉模拟废水厌氧发酵产氢能够抑制产气中CH4的产生,提高产氢浓度。