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污泥制氢

来源: 时间:2018-07-19 09:34:08

先合生物制氢是指在一定的光照条件下,光合生物(一般包括细菌和藻类)分解污泥 中的底物产生氢气*目前研究较多的产氢光合生物主要有:颤藻属、深红红螺菌、' 球形红 假单胞菌、球形红微菌等。光合生物制氢的机理一般认为是:光子被捕莸到光合作用单 元,其能量被送到光合反应中心(RC).迸行电荷分离.产生高能电子并造成质子梯度. 从而合成三磷酸腺音(ATP)。另外,经电荷分离后的高能电子.产生还原型铁氧蛋白 (Fdred),固氮酶利用ATP和Fdred进行氢离子还原,生成氢气。

先合生物制氢是指在一定的光照条件下,光合生物(一般包括细菌和藻类)分解污泥 中的底物产生氢气*目前研究较多的产氢光合生物主要有:颤藻属、深红红螺菌、' 球形红 假单胞菌、球形红微菌等。光合生物制氢的机理一般认为是:光子被捕莸到光合作用单 元,其能量被送到光合反应中心(RC).迸行电荷分离.产生高能电子并造成质子梯度. 从而合成三磷酸腺音(ATP)。另外,经电荷分离后的高能电子.产生还原型铁氧蛋白 (Fdred),固氮酶利用ATP和Fdred进行氢离子还原,生成氢气。Ike等人利用光合细菌 Lactobacillus amylavorus和嗜盐性光:合细菌对藻类生物质进彳:T研究发现,Lactobacillus amylovorus可以把淀粉葡萄糖降解为乳酸,乳酸再由,球形红色细菌转化为氢气。此过程 lmol淀粉葡萄糖可产生5mdH2。用这种方法降解还可以省掉用热化学方式对生物质(如 污泥等)进行热解糖化的预处理的过程,不但H2的产量高,而且可以降低成本。


11.2.2厌氧发酵生物制氢


厌氧发酵生物制氢是指在氮化酶或氢化酶的作用下细菌将底物分解制取氢气。这些细 菌包括丁酸梭状芽孢杆菌、大肠埃希式杆菌、产气肠杆菌、拜式梭状芽孢杆菌等a底物包 括甲酸、丙酮酸、CO和各种短链脂肪酸等有机物以及淀粉纤维素等糖类。污泥中存在着 大量的上述底物,因此可以通过上述的厌氧发酵细菌产氢w


11.2.3污泥高温气化制氢


污泥高温气化制氢一般是指将污泥通过热化学方式转化为高品位的气体燃气或合成 气,_后再分离出觀气。气化时需要加入活性气化剂.和水蒸气,活性气化剂一般为空气、 富氧空气或氧气。英国Newcastle大学的Midiliia采用高温气化污泥的方法来制取氢气.

; 采用的实验装置主要有下降流气化器、填充床式洗涤器、过滤器、增压风机和试验锅炉。 实验中,气化器整体温度维持在366〜473°C,压力为常压,产生气体的主要成分是氢气 氮气、一氧化碳、甲烷等。混合气体的发热量为4MJ/m3,经分析,气化中氢气的体积分 数为10%〜11%。


11.2.4污泥超临界水气化制氢


流体的临界点在相图上是气-液共存曲线的终点,在该点气相和液相之间的差别刚好 消失,成为均相体系,此时水的临界温度为M7K,临界压力为22.1MPa.当水的温度和 压力超过临界点时就被称为超临界水。在超临界条件下,水的性质与常温常压下水的性质

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相比有很大的变化。在超临界状态下进行的化学反应,通过控制压力、温度以反应环境, 具有增强反应物和反应产物的溶解度、提高反应转化率、加快反应速率等显著优点,近年 来逐渐得到各国研究者的重视。在超临界水中进行生物质(如污泥等)的催化气化,生物 质的气化率可达100M.气体产物中氢的体积分数甚至可以超过50%,并且反应不生成焦 油、木炭等副产品,不会造成二次污染,具有良好的发展前景。


11.3污泥制吸附剂


污泥中含有大量有机物,其含量随社会发展水平的提高而提高,因此它具有被加工成 类似活性炭吸附剂的客观条件。在一定的高温下以污泥为原料通过改性可以制得含碳吸附 剂。由污泥制成的活性炭吸附剂对COD及某些重金属离子有很高的去除率,是一种优良 的有机废水处理剂。用过的吸附剂若不能再生,可以用作燃料在控制尾气条件下进行

燃烧。

已有学者成功地利用石化污泥制备出用于回收水表面溢油的吸附剂,并巳申请专利。 这种吸附剂是利用污泥中的水分,在300〜350°C炭化温度下,采用炭化、活化合二为一 的工艺而制造的吸附剂,具有亲油疏水性,悬浮率为100%;具有发达的大孔,去除率可 达99. 6%,吸附剂可吸收14. 2g原油。按美国ASTM标准,这种由污泥制备的吸附剂属 于回收水表面溢油最好的一种。在日本,有人利用物化处理过程中絮凝澄清池排出的浓缩 污泥及脱水污泥(含AP+和Ca2+)来除磷,用酸化再生凝集污泥,污泥再生后作铝盐和 钙盐用。结果表明:直接用浓缩污泥作水处理剂,各指标的去除效果都不理想,脱水后效 果也不佳,但若使用经过处理的再生污泥则可去除胶质悬浮物、着色成分、有机物、磷、 重金属等,特别是除磷效果显著,若能将有机污泥与无机污泥结合处理,则会大大改善污 泥的质量。

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