EGSB反应器发酵制氢的试验研究

来源 :华北水利水电学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:av437556057
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厌氧颗粒污泥膨胀床(即EGSB反应器)具有水力停留时间短、耐冲击负荷强、节省动力等优点,所以研究EGSB反应器的启动及运行调控,以获得较高产氢能力,对于实现发酵法生物制氢技术的工业化具有重要意义。   本试验采用接种颗粒污泥,先将污泥进行预处理来抑制产甲烷菌活性以便于实现产氢,为了得到连续的气体以及较高的产率,采用连续进水方式,来研究EGSB反应器发酵产氢的运行特性。   实验结果表明:(1) EGSB反应器在35℃恒温条件下启动,HRT为12.2h时,在第12天系统开始产气,产气量为9.6L/d,气体中氢气含量为8.6%,反应器实现成功启动,并且逐渐形成乙醇型发酵。反应器出水pH值基本稳定在3.11~4.52之间,碱度在0.52~3.66mmol/L之间,挥发性脂肪酸在7.79~20.47mmol/L之间。在容积负荷为118.03kgCOD/(m3·d)时,系统产气速率最高可达295.8L/d,发酵气中氢气含量也较高,最高可达到51.44%左右。系统COD的去除率最高为48.72%。   (2)启动过程中,颗粒污泥的粒径主要分布在>1.60mm之间,颗粒污泥粒径越大,沉降速度也越大,污泥沉速与粒径之间的关系可以拟合为二项式关系,粒径为1.60~2.00mm之间及大于2.00mm的污泥沉速较稳定。在整个系统中,粒径为>1.60mm的污泥颗粒起着主导作用。   (3)进水碱度对反应器运行各项指标的影响都不大,各不同碱度条件下,系统都保持在乙醇型发酵,有机物去除率、产气速率及氢气含量都比较稳定。   (4)水力停留时间对出水pH值、碱度影响不大,水力停留时间对挥发性脂肪酸有所影响,对COD去除效率和发酵类型影响明显,进水COD浓度不同时,对产气速率影响也不同,但氢气含量随水力停留时间的变化基本保持平稳。EGSB反应器发酵产氢时,进水COD浓度保持在10000mg/L,进水碱度为1500mg/L,水力停留时间定为2.0h可以得到较好的产氢效果。   (5) EGSB反应器处理废水的基质降解动力学模型为:1/X dS/dt=8.36Se/501.7+Se;产气动力学模型为:G=0.00728(S(o)-Se)Q+97.229.
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