学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

厌氧发酵生物制氢影响因素的研究

作　者: 黄莹
导　师: 刘旭东
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 环境工程
关键词: 预处理发酵产氢酸处理碱处理热处理产氢速率
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 99次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在开发新能源的领域中,氢气以环保无污染的特性被认为是理想的新能源。制取氢气的方法多种多样,在众多的物理、化学、生物制氢法中,以混合菌种(厌氧活性污泥)为接种微生物的发酵法生物制氢最受科学界的关注。此种方法发展前景广阔,很有潜力达到工业化大规模生产。目前微生物厌氧发酵法生物制氢存在的主要问题是产氢率不高,产氢不连续。污泥预处理可以改善其产氢性能,污泥预处理的方法,对于快速启动生物制氢反应器、缩短发酵时间,提高反应设备的产氢能力和增强产氢过程稳定性,均具有重要的影响。本实验以污水处理厂的厌氧污泥为接种微生物进行厌氧发酵生物制氢,采用批式试验,为了提高产氢性能从两方面研究,一方面通过对污泥进行5种预处理实验选出其中效果较好的三种预处理方法,确定其最佳控制参数。另一方面对生态因子进行考察,在pH值、COD浓度、碳氮质量比、温度方面研究对产氢性能的影响。研究结果表明:(1)本实验比较5种污泥预处理方法其中酸处理、碱处理、热处理方法造价低,效果理想适合大规模工业化生产。(2)预处理实验所用的酸采用乙酸,碱采用氨水。酸处理最佳控制参数为:最佳酸处理时间3.0h,pH值为4.0,碱处理最佳控制参数为:最佳碱处理时间3.0h,pH值为10.0。热处理最佳控制参数为:最佳热处理时间为10 min,温度为90℃。(3)由本实验得出污泥预处理方法中,酸处理效果最佳。(4)在生态因子方面考察了pH值、COD浓度、碳氮质量比、温度等生态因子对产氢能力的影响。实验结果表明:在温度35℃,pH值为5.0,产氢性能最好。产气速率随进水COD浓度的增加而升高,但COD浓度超过7000 mg/L时致使反应停止。厌氧发酵生物制氢试验中通过预处理污泥不仅提高产氢率,而且产氢的同时也降解了有机物,废水得到净化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-19
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 制氢技术的研究现状  11-13
    1.2.1 光合法生物制氢技术  11-12
    1.2.2 发酵法生物制氢技术  12-13
  1.3 生物制氢发展趋势  13-17
    1.3.1 产氢细菌的细胞固定化与非固定化技术  13-14
    1.3.2 混合菌种产氢研究  14
    1.3.3 分离和筛选高效产氢菌种  14-16
    1.3.4 经济底物的开发  16-17
  1.4 课题的研究内容和意义  17-19
第二章试验研究  19-24
  2.1 试验原料与仪器  19-20
    2.1.1 接种污泥及产氢菌种的来源  19
    2.1.2 培养基  19-20
  2.2 实验装置  20-21
  2.3 试验方法  21-22
    2.3.1 污泥的酸处理方法  21
    2.3.2 污泥的碱处理方法  21
    2.3.3 污泥的热处理方法  21
    2.3.4 污泥的超声处理方法  21-22
    2.3.5 污泥的微波处理方法  22
  2.4 菌种驯化  22
  2.5 实验分析项目和方法  22-24
第三章污泥预处理方法选择  24-32
  3.1 酸处理  24-25
  3.2 碱处理  25-27
  3.3 热处理  27-28
  3.4 超声处理  28-29
  3.5 微波处理  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第四章不同预处理方法最佳参数的研究  32-46
  4.1 乙酸预处理污泥  32-37
    4.1.1 乙酸处理pH 值的影响  32-34
    4.1.2 乙酸处理时间的影响  34-37
  4.2 氨水预处理污泥  37-40
    4.2.1 氨水处理pH 值的影响  37-38
    4.2.2 氨水处理时间的影响  38-40
  4.3 热处理污泥  40-44
    4.3.1 热处理温度的影响  41-42
    4.3.2 热处理时间的影响  42-44
  4.4 本章小结  44-46
第五章主要生态因子对产氢性能的影响  46-59
  5.1 不同pH 值对产氢性能的影响  46-49
    5.1.1 不同pH 值对产氢速率的影响  46-47
    5.1.2 不同pH 值对液相末端发酵产物的影响  47-48
    5.1.3 不同pH 值对积累产氢量的影响  48
    5.1.4 不同pH 值对COD 去除率的影响  48-49
  5.2 COD 浓度对产氢性能的影响  49-53
    5.2.1 COD 浓度对ORP 的影响  49-50
    5.2.2 COD 浓度对产氢速率的影响  50-51
    5.2.3 COD 浓度对pH 值的影响  51-52
    5.2.4 COD 浓度对液相末端发酵产物的影响  52-53
  5.3 不同碳氮比对产氢性能的影响  53-55
    5.3.1 碳氮质量比对积累产氢量的影响  53-54
    5.3.2 碳氮质量比对葡萄糖降解率的影响  54
    5.3.3 碳氮质量比对液相末端发酵产物的影响  54-55
  5.4 温度对产氢性能的影响  55-58
    5.4.1 温度对积累产氢量的影响  55-56
    5.4.2 温度对产氢速率的影响  56-57
    5.4.3 温度对液相末端发酵产物的影响  57
    5.4.4 温度对COD 去除率的影响  57-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章结论和建议  59-61
  6.1 结论  59
  6.2 建议  59-61
参考文献  61-64
作者简介  64
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  64-65
致谢  65-66

厌氧发酵生物制氢影响因素的研究

内容摘要

全文目录

相似论文