反应器类型对生物厌氧发酵产氢的影响研究进展

利用有机废水或废弃物厌氧发酵制取氢气可以同时达到除废和产能的双重目的,是近年来生物质能的研究热点。产氢反应器的类型会影响反应器内产氢菌的数量和种类以及微生物与底物之间的传质作用,进而影响产氢系统的稳定性和产氢效果。对厌氧产氢悬浮细胞系统和固定化细胞系统(颗粒污泥、生物膜、微生物包埋体)保留生物量的效果进行了对比,总结了连续搅拌釜式反应器(CSTR)、厌氧序批反应器(AS-BR)、上流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、厌氧填充床、厌氧流化床(AFBR)以及复合生物反应器等不同反应器类型对厌氧产氢的影响,并提出了一些建议与展望,以期为以后的研究提供指导作用。

厌氧序批反应器加载活性炭对厌氧产氢的影响

在初始pH值为6.0、温度为60℃、水力停留时间(HRT)分别为48,24,16,12h条件下研究了粗、细活性炭载体的添加对厌氧序批式反应器(ASBR)利用葡萄糖厌氧发酵产氢的影响.结果表明添加活性炭载体能使ASBR系统运行更加稳定(出水pH值和氢气产量波动较小),提高氢气产率(葡萄糖产生的氢气的物质的量)和产氢速率(反应器单位有效体积产生的氢气体积).HRT为48,24,16,12h时细活性炭生物载体的添加使得ASBR反应器氢气产率分别提高65%,63%,54%,56%.HRT为12h时添加细活性炭的ASBR产氢速率达到最大,为(7.09±0.31)L.(L.d)-1,相应的氢气产率为(1.42±0.03)mol.mol-1.主要代谢产物为乙醇、乙酸、丙酸和正丁酸,其中乙酸和正丁酸占出水溶解性代谢产物的质量分数分别高达30%～34%和46%～66%,是典型的丁酸型发酵,加载活性炭可以提高ASBR反应器出水溶解性代谢产物质量浓度.