初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响

第38卷第7期2010年7月同济大学学报(自然科学版)J01豫NALOFTONGJIUNIVERSITY(NA瓜AI，ScIENCE)VD1．38No．7Ju1．2010文章编号：0253．374X(2010)07—1036．05DOI：10．3969／j．issn．0253—374x．2010．07．017初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响罗刚，谢丽，邹中海h。，周琪。(1同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092；2．同济大学联合国环境规划署一环境与可持续发展学院，上海200092)摘要：通过间歇实验，考察了初始pH(4．0～10．0)对木薯酒精废水高温(60℃)厌氧产氢的影响．结果表明，初始pH6．0为高温厌氧产氢的最佳值，累积产氢量为383mL，单位基质产氢量为70mL·g～．挥发性有机酸(VFA)和乙醇的总量随着pH的升高而升高，乙酸的含量越来越大，但丁酸始终占优势．接种污泥在90℃的水浴中加热1h不能有效地抑制产甲烷菌和同型产乙酸菌的活性，当初始pH在6．0～10．0时，发现不同程度的氢消耗，并且在初始pH9．0和10．0时，发酵末期均检测到甲烷．发酵过程中对底物变化的跟踪分析表明，氢气主要在丁酸生成过程中产生，与乙酸关系不大．关键词：初始pH；木薯酒精废水；高温厌氧产氢中图分类号：X703．1文献标识码：AEffectofInitialpHonThermophilieFermentativeHydrogenProductionFromCassavaEthanol、vastewaterLUOGang，XIELi，ZOUZhonghai，ZHOU(1．StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourcesReuse．Ton~iUniversity，Shanghai200092，China；2．UNEP-InstituteofEnvfonrnentforSustainableDevelopment，TongjiUniversity，Shanghai2Oo092．China)Abstract：TheeffectofinitialpH(4．0～10．0)onthermophilicfermentativehydrogenproductionfromcassavaethanolwastewaterwasinvestigatedinbatchexperiments．Resultsshowmaximumhydrogenproduct(383mL)isobtainedatinitialpH6．0andthecorrespondinghydrogenyieldis70mL·g-。．ThetotalamountofVFA／ethanolandtheproportionofaceticacidintheVFAincreasewiththeincreaseofpH．11ledistributionofaqueousproductsisalwaysdominatedbybutyrate．1r}leheat-pretreatmentat90℃forlhcannotcompletelyinhibittheactivitiesofmethanogenicbacteriaandh0moacetogenicbacteria．HydrogenconsumptionatdifferentdegreeswasobservedatinitialpH6．0～10．0，andmethanewasdetectedatinitialpH9．0～10．0duringthefermentativeprocess．Thedegradationofsubstratesincassavaethanolwastewaterandfermentativeproductsfurtherdemonstratethatthehydrogenisgeneratedfromtheproductionofbutyrate，resultedfromthecarbohydratedegradation．Keywords：initialpH；cassavaethanolwastewater；fermentativehydrogenproduction氢气是一种清洁的可再生能源，热值很高，约为143kJ·g～；其燃烧产物为水，对环境不会造成污染[1]．目前，工业制取氢气的成本较高，限制了氢气的大规模使用．近十几年来，利用有机废水或废弃物厌氧生物发酵制取氢气的方法，由于反应条件温和，能量消耗少，在废水或废弃物处理过程中能够回收能源，制氢成本低廉，受到研究者的广泛关注[2～3．生活垃圾、污水厂剩余污泥等有机废弃物和畜牧污水、淀粉生产废水等