EGSB反应器以红糖为底物连续发酵制氢_刘沙

EGSB反应器以红糖为底物连续发酵制氢_刘沙2010年第29卷增刊CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·211·化工进展EGSB反应器以红糖为底物连续发酵制氢刘沙1，回永铭1，邝柳枝1，白旭峰1，何岩1，林琳1，李永峰1，2（1东北林业大学林学院，黑龙江哈尔滨150040；2上海工程技术大学化工学院，上海201620）摘要：本实验采用市售红糖为启动和连续运行阶段的底物，使用EGSB反应器进行连续发酵生物制氢，通过控制OLR使系统形成了稳定的乙醇型发酵。在水力停留时间为2h，每天容积负荷为97.2kgCOD/m3条件下，得到最大5.73L/(L·d)的氢气产率和氢气含量平均为41.27%。关键词：生物制氢；红糖；EGSB反应器；连续运行红糖通常是指带蜜的成品糖，一般是指制糖原料经榨汁，通过简易处理，经浓缩形成的带蜜糖，因没有经过高度精练，它们几乎保留了原料中的全部成分。除了主要成分蔗糖外，红糖还含有维生素和微量元素，如铁、锌、锰、铬等，营养成分很高[1]。在发酵法生物制氢的实验中，底物的选取和优化是研究的热点[2]，目的是在原料廉价易得的前提下，尽量提高氢气产量。以精糖或糖蜜为底物的情况下通常需要添加数种类型的微量矿质营养元素来强化产氢能力[3]，这无疑会增加成本，而红糖中包含的各种微量营养元素则有望在节省这些花费的同时达到相近的产氢效率，并使操作过程得到简化。本实验使用高效的EGSB反应器来验证红糖作为发酵制氢底物的可行性及运行特性。EGSB反应器可以改善有机物与微生物之间的接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度，从而大大提高了反应器的处理效能。已有学者对EGSB反应器在生物制氢领域的应用进行了研究，目前基本采用糖蜜为底物，在氢气产率和运行稳定性上都取得较为理想的结果[4-6]。1材料与方法1.1底物本实验采用市售散装红糖为底物，将其溶于自来水配制成所需COD浓度的进水，并在其中分别以NH4Cl和KH2PO4（分析纯）的形式添加N和P，以达到一定的营养物质配比，比例为COD∶N∶P=1000∶5∶1。1.2种泥本实验所用种泥来自哈尔滨文昌污水处理厂的二沉池剩余污泥，在接种进反应器前曝气培养2周，污泥颜色由黑色变为浅黄色，沉降性良好。1.3实验装置实验所用的EGSB（expandedgranularsludgeblan