微生物电解低温处理污泥发酵液产氢效能强化分析

发布时间：2024-06-01 19:29

　　剩余污泥处置能源化是目前环境发展关注的重大问题。每年有几千万吨的产量需要处理，许多城市通常选用简单而原始的填埋方式来处理剩余活性污泥，这样不仅占用大面积农田，而且会给环境造成二次污染。另一方面，剩余活性污泥中含有丰富的有机能源物质，如多糖、脂质和蛋白质，是一种非常好的能量来源。在我国，随着对污泥资源化和新能源开发的逐渐重视，国家在“十二五”规划中将这两个方向作为重点支持项目。但是到目前为止还没有出现一种真正能完全实现污泥能源化的技术。微生物电解池（microbial electrolysis cell，MEC）融合了生物和电化学反应的优点产氢，该技术与剩余污泥前期处理处置技术相耦合将具有其他污泥处理处置技术无法比拟的优势。 然而，MEC常温运行产甲烷使其无法扩大化生产。因此从控制甲烷的角度来抑制产甲烷菌的活性则会提高MEC效率。产甲烷菌对温度非常敏感，在低于20℃的条件下活性低甚至死亡。MEC的温度范围宽，将它置于一定的低温环境时可以抑制了产甲烷菌的活性而产氢速率不会受到较大影响从而提高了MEC的氢气产率。MEC可利用的底物范围非常广，从小分子挥发酸、多糖和大分子蛋白质到纤维素可以作为...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1MEC（左）与MFC（右）的原理示意图

图1-1MEC（左）与MFC（右）的原理示意图[17]1.2.2微生物电解池反应器构型最初的MEC结构被设计为双室，阳极和阴极被隔膜所分开形成两个腔室[68（图1-2）。可以获得较高纯度的氢气，减少氢气的损失。原因是微生物代谢和极Pt催化产氢分开从而极大程度地减少阴极产生....

图1-3双极室MEC反应器

个腔室中称之为单室无膜MEC反应器[73,74]，如图1-3。单室MEC反应器的最大优点在于去除了由交换膜引起的内阻后增大了电流密度，一般能达到4.2～12A/[75,76]，是双室MEC的4倍多。单室反应器不仅大幅度提高了产氢速率，降低能耗，而且反应器结构简化后还有利于降低....

图1-4论文研究技术路线图

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文加电压值下MEC对发酵液中SCOD去除量，挥发酸利用量，蛋白质，多糖的消不同外加电压值下MEC的氢气产率、产氢体积、产氢速率、库仑效率和能量最后在最佳电压下用DGGE微生物分子生物学方法分析低温10℃，最佳电压MEC阳极微生物的群落结构。（2）外源海....

图2-2本试验所用的反应器（左）和单极室部分组成结构（右）

2.2MEC制氢反应器构型2.2.1单室MEC反应器本课题研究采用单室MEC反应器，其结构和电极材料组成分别是有机玻璃质的反应器外壳约30ml，10ml一次性注射器管，100ml的气袋，阳极碳刷和阴碳布（图2-2）。

本文编号：3986361