热处理程度对厌氧颗粒污泥发酵产氢性能的影响

发布时间：2019-09-25 12:57

【摘要】：为寻求适宜的种泥热处理时间,加速生物发酵制氢系统的启动进程并提高产氢效能,以易得的厌氧颗粒污泥为研究对象,通过间歇发酵试验,探讨了污泥在95℃热处理温度、不同处理时间条件下的发酵葡萄糖产氢特性。摇瓶发酵试验表明,在初始pH值为7.0、葡萄糖浓度为10 000 mg/L、污泥接种量为2g/L等条件下,由经过不同热处理时间的颗粒污泥构建的发酵系统中,其发酵产氢量有较大不同。其中,经过45 min热处理的污泥具有更高的发酵产氢性能,在144h的发酵过程中,其累积产氢量为163.72 mL,比产氢率为19.62 mmol//gMLVSS,葡萄糖的氢气转化率达到1.72 mol/mol。颗粒污泥发酵葡萄糖的液相末端产物均以乙醇、乙酸和丁酸为主。其中,丁酸的含量接近50%,表现为丁酸型发酵。
【图文】：

第３２卷第１３期逦中国给水排水逦ｗｗｗ．邋ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．邋ｃｏｍ逡逑气，产氢量均在４０邋ｍＬ以上。发酵反应进行至３０邋ｈ邋２．２葡萄糖的降解逡逑时，各发酵体系的累积产氢量均达到最大值，之后则逦无论是否经过热处理，各发酵产氢系统在到达逡逑有一定量的下降，但并未检出ＣＨ４。这一现象说明逦反应终点时，对葡萄糖的降解无显著差异，葡萄糖浓逡逑无论热处理的时间长短，均能有效地抑制污泥样品逦度从初始时的９邋３９５、８邋５０４、１０邋３５０、８邋１０４、８邋５１９、逡逑中的产甲烷菌活性。污泥接种７５邋ｈ之后产氢量有逦９邋５１９和８邋９６５邋１１１８／［分别降到了４４０、４１１、４２８、４１３、逡逑一定的下降，说明热处理时间过长对于耗氢的同型逦４０１、４２０和４２０邋ｍｇ／Ｌ，降解效率均达到９５％以上，逡逑产乙酸菌群无显著抑制作用。发酵反应进行到终点逦说明是否热处理以及热处理时间长短对于葡萄糖的逡逑时，各发酵体系的累积产氢量分别为４．邋７１、７７．邋７８、逦降解无明显影响。但未经过热处理的颗粒污泥系统逡逑８１．６２、１０１．９６、９０．９８、１０１＿９２、６３．７２邋ｍＬ。逦的发酵气体中氢气含量低，，说明虽然葡萄糖降解率逡逑经过１５邋ｍｉｎ和３０邋ｍｉｎ热处理的颗粒污泥在邋高，但都用于微生物的呼吸作用产生Ｃ０２。逡逑１４４邋ｈ的发酵反应过程中产氢不稳定，说明热处理邋２．３液相末端发酵产物逡逑时间短会抑制部分产氢菌群达到其最高的产氢代谢逦至反应终点时，各发酵体系液相末端发酵产物逡逑活性。经过４５、６０、９０邋ｍｉｎ热处理的颗粒污泥发酵逦以乙酸、丁酸、乙醇为主（见图２）。除未经处理的颗逡逑体系累积产氢量相当，为９０？１００邋ｍＬ。

第３２卷第１３期逦中国给水排水逦ｗｗｗ．邋ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．邋ｃｏｍ逡逑气，产氢量均在４０邋ｍＬ以上。发酵反应进行至３０邋ｈ邋２．２葡萄糖的降解逡逑时，各发酵体系的累积产氢量均达到最大值，之后则逦无论是否经过热处理，各发酵产氢系统在到达逡逑有一定量的下降，但并未检出ＣＨ４。这一现象说明逦反应终点时，对葡萄糖的降解无显著差异，葡萄糖浓逡逑无论热处理的时间长短，均能有效地抑制污泥样品逦度从初始时的９邋３９５、８邋５０４、１０邋３５０、８邋１０４、８邋５１９、逡逑中的产甲烷菌活性。污泥接种７５邋ｈ之后产氢量有逦９邋５１９和８邋９６５邋１１１８／［分别降到了４４０、４１１、４２８、４１３、逡逑一定的下降，说明热处理时间过长对于耗氢的同型逦４０１、４２０和４２０邋ｍｇ／Ｌ，降解效率均达到９５％以上，逡逑产乙酸菌群无显著抑制作用。发酵反应进行到终点逦说明是否热处理以及热处理时间长短对于葡萄糖的逡逑时，各发酵体系的累积产氢量分别为４．邋７１、７７．邋７８、逦降解无明显影响。但未经过热处理的颗粒污泥系统逡逑８１．６２、１０１．９６、９０．９８、１０１＿９２、６３．７２邋ｍＬ。逦的发酵气体中氢气含量低，说明虽然葡萄糖降解率逡逑经过１５邋ｍｉｎ和３０邋ｍｉｎ热处理的颗粒污泥在邋高，但都用于微生物的呼吸作用产生Ｃ０２。逡逑１４４邋ｈ的发酵反应过程中产氢不稳定，说明热处理邋２．３液相末端发酵产物逡逑时间短会抑制部分产氢菌群达到其最高的产氢代谢逦至反应终点时，各发酵体系液相末端发酵产物逡逑活性。经过４５、６０、９０邋ｍｉｎ热处理的颗粒污泥发酵逦以乙酸、丁酸、乙醇为主（见图２）。除未经处理的颗逡逑体系累积产氢量相当，为９０？１００邋ｍＬ。
【作者单位】： 天津大学仁爱学院建筑工程系;天津市和平区建设管理委员会;
【分类号】：X703

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本文编号：2541463