申请日2004.06.07
公开(公告)日2007.07.04
IPC分类号C02F3/00; C02F3/28; C01B3/02; C02F3/34; C02F1/66
摘要
本发明涉及有机废水或污水生物处理技术，特别涉及利用有机废水进行生物制氢方法。包括向已加入厌氧产氢细菌的反应器内通入有机废水并收集、分离得到氢气，然后将厌氧发酵反应器的输出溶液输入到调节池中，并在该调节池中加入碱性物质使溶液pH值在6.5-7.0范围内;再将该溶液输入到含有光合产氢细菌的光合反应器内并再次收集、分离得到氢气。由于二次产氢，使厌氧发酵产生的脂肪酸和醇继续被光合细菌充分利用。从实施例看，仅用厌氧发酵产氢细菌处理有机废水时，有机废水的产氢效率仅为1-2mol氢气/mol葡萄糖，用本发明方法处理有机废水制取氢气时，使有机废水的产氢效率最大达到4.00mol氢气/mol葡萄糖，而且使有机废水得到进一步净化，更有利于废水治理。
権利要求書
1.一种提高有机废水产氢效率的两步生物制氢方法，包括向已加入厌氧发酵产氢细菌的 厌氧发酵反应器内通入有机废水并收集、分离得到氢气，其中，反应器内厌氧产氢细 菌的初始浓度为3-7g/l，同时控制有机废水的流速使其在厌氧发酵反应器中的水力停 留时间为5-44小时，所述有机废水的温度控制为4-35℃，pH值在6-7之间，化学耗氧量 浓度控制为5-40g/l，可生物降解的化学耗氧量∶N∶P=400∶5∶1;厌氧发酵反应器 中溶液的pH值在4.5-5.5之间，温度控制为15-40℃;其特征在于，然后将从厌氧发酵 反应器的输出溶液输入到调节池中，并在该调节池中加入碱性物质使溶液pH值在 6.5-7.0范围内;最后再将该溶液输入到含有光合产氢细菌的光合反应器内并再次收 集、分离得到氢气，其中，光合产氢细菌的初始浓度为1-2g/l，光源强度为2000-6000 勒克斯，温度控制为15-35℃，该溶液在光合反应器中的水力停留时间为1-7天。
2.如权利要求1所述的两步生物制氢方法，其特征在于，所述输入到含有光合产氢细菌 的光合反应器内的溶液在光合反应器中的水力停留时间为2-3天。
3.如权利要求1所述的两步生物制氢方法，其特征在于，所述光合产氢细菌是沼泽红假 单胞菌、胶质红假单胞菌、球形红假单胞菌、嗜酸红假单胞菌、荚膜红假单胞菌中的 任一种。
说明书
提高有机废水产氢效率的两步生物制氢方法
技术领域：
本发明涉及有机废水或污水的生物处理技术，特别涉及利用有机废水进行生物制氢的 方法。
背景技术：
现有技术中，利用厌氧发酵细菌对有机废水处理的同时来制取氢气已经逐步被人们所 认识。2003年，美国《生物技术和过程》(Biotechnology Progress，2003年，19卷，3 期，828-832页)中公开了一种利用厌氧发酵细菌对有机废水中的有机物进行降解，从而 获得氢气的方法。该方法把厌氧发酵产氢细菌利用有机废水产生的液相产物输入到后续的 一个甲烷反应器中，使得液相产物中的脂肪酸和醇被甲烷菌转化为甲烷，有机废水产氢效 率仅仅达到1.10mol氢气/mol葡萄糖。中国专利申请200310112792.3中公开了一种提高产 氢效率和稳定性的生物制氢方法，该方法中使有机废水的产氢效率提高到1.37mol氢气/ mol葡萄糖，但是由于该方法中的液相产物并没有能够进一步被利用来转化，因此其产氢 效率仍然不能令人满意。
发明内容：
本发明的目的是提供一种进一步提高有机废水处理时产氢效率的两步生物制氢方法。
本发明的提高有机废水产氢效率的两步生物制氢方法，包括向已加入厌氧发酵产氢细 菌的厌氧发酵反应器内通入有机废水并收集、分离得到氢气，其中，反应器内厌氧产氢细 菌的初始浓度为3-7g/l，同时控制有机废水的流速使其在厌氧发酵反应器中的水力停留 时间为5-44小时，所述有机废水的温度控制为4-35℃，pH值在6-7之间，化学耗氧量浓度 控制为5-40g/l，可生物降解的化学耗氧量∶N∶P=400∶5∶1;厌氧发酵反应器中溶液 的pH值在4.5-5.5之间，温度控制为15-40℃;其特征在于，然后将从厌氧发酵反应器的输 出溶液输入到调节池中，并在该调节池中加入碱性物质使溶液pH值在6.5-7.0范围内;最 后再将该溶液输入到含有光合产氢细菌的光合反应器内并再次收集、分离得到氢气，其 中，光合产氢细菌的初始浓度为1-2g/l，光源强度为2000-6000勒克斯，温度控制为 15-35℃，该溶液在光合反应器中的水力停留时间为1-7天，最好为2-3天。所述碱性物质 是NaOH、KOH、CaO、NaHCO3、Na3PO4、Na2CO3，Na2HPO4等，所述光合产氢细菌是沼泽红假单 胞菌、胶质红假单胞菌、球形红假单胞菌、嗜酸红假单胞菌、荚膜红假单胞菌等中的任一 种。
本发明的提高有机废水产氢效率的两步生物制氢方法，首先在厌氧发酵反应器进行第 一次收集氢气后，将厌氧发酵反应器输出溶液的pH值调节至合理范围后，再输入到含有光 合产氢细菌的光合反应器中，使厌氧发酵产生的脂肪酸和醇继续被光合细菌利用，再次产 生氢气，因此有机废水的产氢效率得到了较大的提高。从实施例看，仅用厌氧发酵产氢细 菌处理有机废水时，有机废水的产氢效率仅为1-2mol氢气/mol葡萄糖，但是用本发明方 法处理有机废水制取氢气时，通过两次制取氢气，使有机废水的产氢效率最大可达到 4.00mol氢气/mol葡萄糖。相比单使用厌氧发酵法产氢，本方法的产氢效率提高了 100-300%，而且使有机废水得到进一步净化，更有利于废水治理。
