安徽省溶氣氣浮機(jī)一體化設(shè)備廠家配置報(bào)價(jià)
影響污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的因素
影響和控制污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的過程有多種因素，如：初始pH、氫分壓、污泥濃度等。
2.1 初始pH的影響
pH不僅影響微生物生長過程中體內(nèi)的酶促反應(yīng)活動(dòng)，還影響細(xì)胞質(zhì)膜的滲透性與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，進(jìn)而影響微生物的新陳代謝和生長速度。通常污泥厭氧發(fā)酵細(xì)菌的適生長pH為5.0～6.0,其中產(chǎn)氫菌的適生長pH為5.5左右。在厭氧發(fā)酵制氫反應(yīng)器內(nèi)pH為4.5～6.0時(shí)為丁酸型發(fā)酵，系統(tǒng)有較高的氫氣產(chǎn)率。
通過研究pH和底物葡萄糖濃度對(duì)產(chǎn)氫過程的影響發(fā)現(xiàn)，污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的pH為5.5.ChiuyueLin等以木糖為底物，利用市政污泥為產(chǎn)氫微生物，研究了不同pH和底物濃度對(duì)微生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響。試驗(yàn)表明，當(dāng)pH在6.0～7.0時(shí)，微生物的產(chǎn)氫能力大，這可能和所采用的產(chǎn)氫基質(zhì)類型和產(chǎn)氫菌有關(guān)。
在污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中，擁有較高的初始pH可使系統(tǒng)具有一定的堿度，中和在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性酸，以緩解系統(tǒng)pH下降對(duì)污泥中產(chǎn)氫菌的抑制作用,提高其產(chǎn)氫效率。
2.2 氫分壓的影響
氫氣分壓對(duì)污泥厭氧發(fā)酵制氫效果有很重要的影響，H2濃度的升高會(huì)影響產(chǎn)氫菌的代謝途徑，生成乙醇、乳酸和丙酮等一些還原性物質(zhì)，影響產(chǎn)氫效率。V. Lin等通過向反應(yīng)器中充入N2,增加污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中氣體的混合程度以減少氫氣分壓，使氫氣順利逸出，大大提高了產(chǎn)氫菌的反應(yīng)速率、比產(chǎn)氫率和產(chǎn)氫率。B. Mandal等將污泥厭氧發(fā)酵制氫反應(yīng)器壓力由1.013×105 pa 降至0.506×105 pa時(shí)，系統(tǒng)氫氣產(chǎn)量可提高*.
2.3 污泥濃度的影響
在對(duì)不同濃度的熱處理污泥進(jìn)行厭氧發(fā)酵時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熱處理污泥的pH在6.5～8.0時(shí)，污泥濃度越高，產(chǎn)氫量越多，當(dāng)污泥質(zhì)量濃度為17.60 g/L時(shí)，產(chǎn)氫體積達(dá)到28.63 mL.污泥濃度過高或過低都會(huì)影響氫氣產(chǎn)率，這是因?yàn)槲勰酀舛冗^高時(shí)，污泥中溶解性有機(jī)物也隨之增加，微生物大量聚集且迅速產(chǎn)氫，致使反應(yīng)瓶中的氫氣量迅速累積，造成系統(tǒng)氧分壓過高，進(jìn)而影響氫氣的進(jìn)一步生成;當(dāng)污泥濃度過低時(shí)，可溶解性有機(jī)物較少，微生物數(shù)量減少，產(chǎn)氫量不足。
除上述影響因素外，溫度也是影響厭氧微生物生長和繁殖的重要因素，目前國內(nèi)外研究普遍認(rèn)為在中溫(30～35 ℃)條件下，發(fā)酵產(chǎn)氫效率佳，也有少數(shù)報(bào)道產(chǎn)氫菌產(chǎn)氫效率在高溫域(如55 ℃等)較高。劉和等研究了碳氮比對(duì)厭氧發(fā)酵類型的影響，結(jié)果表明，當(dāng)碳氮比為12時(shí)，消化鏈球菌屬為優(yōu)勢(shì)菌群，相對(duì)豐度占34%,發(fā)酵類型為乙酸型發(fā)酵; 當(dāng)碳氮比為56時(shí)，優(yōu)勢(shì)菌群為丙酸桿菌屬和梭菌屬，發(fā)酵類型呈丙酸型發(fā)酵;而當(dāng)碳氮比處于156時(shí)，梭菌屬的相對(duì)豐度達(dá)到41%,形成丁酸型發(fā)酵。*等的研究結(jié)果表明，當(dāng)碳氮比>200時(shí)，發(fā)酵類型呈乙醇型發(fā)酵，且此時(shí)產(chǎn)氫效率佳。
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