HRT对糖蜜废水发酵产氢的影响_何秋阳

HRT对糖蜜废水发酵产氢的影响*何秋阳刘敏陈滢(四川大学建筑与环境学院，成都610065)摘要:采用自制的UASB反应器，以糖蜜废水为底物，接种絮状污泥进行HRT对发酵制氢的影响研究。结果表明:在温度为(37±1)℃，进水COD浓度为4000mg/L，出水pH为4.6～5的条件下，HRT在8～6h范围时，反应器的产气速率和产氢速率达到最大并保持稳定，平均值分别为41L/d和21L/d左右，氢气含量稳定在52%左右;HRT为8h时获得最佳产氢效果，此时的COD产气效率、产氢效率和COD去除率达到最大，分别为0.36，0.18m3/(kg·d)和31%;HRT为8h时反应器内生成大量结构密实、粒径为0.3cm左右的颗粒;当HRT缩短为6h时，反应器内出现大量白色絮状物，污泥颗粒也随之变得松散。因此，8h时是获得产氢颗粒污泥的最佳HRT。关键词:HRT;发酵制氢;UASB;颗粒污泥EFFECTOFHYDRAULICRETENTIONTIME(HRT)ONHYDROGENPRODUCTIONFROMMOLASSESWASTEWATERHeQiuyangLiuMinChenYing(CollegeofArchitectureandEnvironment，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract:Effectofhydraulicretentiontime(HRT)onfermentationhydrogenproductionfromartificialmolasseswastwaterintheself-designupflowanaerobicsludgeblanket(UASB)reactorwasinvestegated.Innoculatedwithflocculentsludge，thereactorranattheinfluentCODof4000mg/L，thetemperatureof(37±1)℃andthepHof4.6～5usingblacksugarassubstrate.Themaximumbiogasproductionyieldof41L/dandhydrogenproductionyieldof21L/dwereobtainedattheHRTof8～6h.Thehydrogencontentofthebiogasfluctuatednear52%attheHRTof8～6h.Themaximumbiogasproductionrateof0.36m3/(kg·d)，themaximumhydrogenproductionrateof0.18m3/(kg·d)andthemaximumCODremovalrateof31%wereobtainedat8h.Itshowedthatalotofdenseanaerobicgranularsludgewithradiusaround0.3cmformedat8h.WhenHRTdecreasedto6h，alotofwhiteflocsappearedinthereactorandgranulesbecomeloose.Itwasdemostratedthatbothoptimumhydrogenproductionperformanceandgranularsludgewereachievedat8h.Keywords:HRT;hydrogenproductionbyfermentation;UASB;granularsludge*国家自然科学基金资助项目(50608052)。0引言糖蜜废水污染物浓度高，含有糖、蛋白质、氨基酸、维生素等有机物以及N、P、K、Ca、Mg等无机盐。此类废水大多呈酸性，而且色度高，直接排入自然水体中必然会造成严重的污染。目前，对于糖蜜废水的处理有物化法和生化法。物化法包括絮凝沉淀法、吸附法、电化学法、催化氧化法等［1］。物化法处理效率较低且成本高，一般用于深度处理。由于糖蜜废水可生化性好，国内外多采用生化法处理［2］，主要有厌氧处理法(UASB、厌氧流化床等)和厌氧－好氧处理法。但是，糖蜜废水却没有被作为一种资源得到有效利用，因此，对糖蜜废水的资源化利用成为一个重要的研究课题。利用糖蜜废水进行生物发酵产氢是实现其资源化的有效途径。有机废水作为原料进行微生物发酵产氢，能够在产生氢的同时降解有机物，从而使废水得到净化［3-5］，而糖蜜废水有机物浓度较高，且可生化性好，是理想的发酵产氢原料。当前，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)已被证实为具有较好前景的废水发酵产氢反应器之一，主要是由于能够培养出具有良好的沉降性能和抗冲击负荷能力的颗粒污泥［6-8］。Yu等［9］研究表明HRT为3h