活性污泥的连续流发酵产氢实验研究

采用好氧活性污泥为种泥,以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为发酵生物制氢反应装置,对发酵法生物制氢系统的启动和运行进行了实验研究。反应器有效容积为10L,接种污泥取自哈尔滨啤酒厂有机废水好氧生物处理系统的二沉池。反应器在污泥接种量为6.09 g·L~(-1),进水有机物浓度2000 mg COD·L~(-1),pH 5～7,HRT 8 h和(35±1)℃的条件下启动,运行27 d后达到稳定的乙醇型发酵状态,最高产气速率和产氢速率分别达到10.1 L·d~(-1)和5.8 L·d~(-1)。在进水有机物浓度提高到4000 mg COD·L~(-1),其他控制条件不变的情况下,系统可在3 d内重新达到新的平衡,最高产气速率和产氢速率分别达到20.7 L·d~(-1)和10.8 L·d~(-1),而氢气含量和发酵类型未发生改变。     

对比分析进水基质浓度对乙醇型和丁酸型发酵制氢系统的影响

以糖蜜废水为基质,将两套厌氧接触式发酵制氢反应器(ACR)出水pH分别控制在4.5～5.0、5.5～6.0的水平,通过逐级提升进水COD浓度方式,系统对比分析基质浓度对乙醇型和丁酸型发酵制氢系统的影响。结果显示,对于乙醇型发酵制氢系统而言,当HRT 6 h,进水COD从5000逐步提升至12000 mg·L^-1时,反应器的产氢效能逐步得到增强,但当COD进一步提升至15000 mg·L^-1时,底物反馈抑制作用开始显现,因而在进水COD为12000 mg·L^-1时,ACR产氢性能最佳,系统的产氢速率、污泥比产氢速率和单位基质氢气转化率分别为68.8 L·d^-1、744.5 ml H₂·(g VSS·d)^-1、2.3 mol H₂·(mol葡萄糖)^-1。对于丁酸型发酵制氢系统而言,当HRT 8 h,在进水COD从5000提升至20000 mg·L^-1过程中,ACR产氢效能总体呈下降趋势,在进水COD为5000 mg·L^-1时,系统的污泥比产氢速率和单位基质氢气转化率最大,分别为159.6 ml H₂·(g VSS·d)^-1、1.0 mol H₂·(mol葡萄糖)^-1。研究结果表明,在进水COD为500～20000 mg·L^-1的运行中,ACR乙醇型发酵系统的产氢效能优于丁酸型发酵制氢系统。     

“活性污泥-生物膜”杂合ABR制氢系统的启动与运行

对ABR系统进行改良,建立新型的"活性污泥-生物膜"杂合厌氧折流板生物制氢反应器(SMHABR),研究其乙醇型发酵的形成及其产氢及COD处理能力。反应器分为5个格室,有效容积43.2 L,实验共进行180 d。系统以红糖废水为原料,在HRT为12 h,温度为(35±1)℃,通过分阶段提高进水COD的方式,可使ABR系统在35 d内培育驯化形成乙醇型发酵菌群体系。进水COD在约3500 mg·L~(-1)时产氢量最大,总产氢量可达到44.75 L·d~(-1)。进水COD浓度达到约7100 mg·L~(-1)时COD去除率最大,平均总去除率可达到49.33%。COD去除率最大值并未与产氢量最大值同时出现,说明产氢最适进水浓度与COD去除最适进水浓度并非相同。     

HRT对内循环厌氧反应器处理啤酒废水的影响

考察了内循环厌氧反应器(IC)对啤酒废水的厌氧处理效果,并研究在不同水力停留时间(HRT=7 h、6 h、5 h、4 h、3 h)下IC系统对啤酒废水的处理状况和厌氧发酵产氢状况。结果表明,在控制进水啤酒废水的COD为2 000～2 500 mg/L,温度为35±l℃,在不同系统HRT运行下,系统内的发酵类型维持为稳定的乙醇型发酵类型,系统内部p H基本稳定在3.87左右,氧化还原电位(ORP)基本稳定在-324～-394 mV。在HRT为5 h时,系统对啤酒废水的处理效果达到最佳,此时系统的最大产气速率为7.1 L/d,最大氢气含量为57.14%,COD去除率最大为35.49%,系统酸化度为62.37%。     

CSTR和ACR丁酸型发酵制氢系统的运行特性比较

为寻求更好的连续流发酵生物制氢反应器模式,以稀释糖蜜为底物,控制反应系统为丁酸型发酵,比较研究了搅拌槽式反应器（CSTR）和厌氧接触式反应器（ACR）的启动运行特性。结果表明,以经曝气培养的下水道污泥为接种物,在接种量4.8 g MLVSS·L^-1、进水COD 5000 mg·L^-1、HRT 12 h、温度（35±1）℃和pH 5.5～6.0等相同条件下,CSTR系统可以更快地达到稳定的丁酸型发酵状态,而ACR系统因其有效的生物持有能力而在产氢性能方面更具优势。在稳定运行状态下,ACR系统的底物酸化率、产氢速率和污泥的比产氢速率分别为44%、9 L·d^-1和0.15 L·(g MLVSS·d)^-1,分别是CSTR系统的1.62、2.05和1.15倍。     

ACR在不同进水COD浓度下的产氢性能与菌群结构

以稀释糖蜜为底物,通过厌氧接触式发酵制氢反应器(ACR) 的启动和运行,考察了ACR在不同进水COD浓度下的运行特性。结果表明,当HRT= 6 h,进水COD浓度从 7000 mg·L^-1提升至11000 mg·L^-1时,反应器仍能稳定运行,并维持乙醇型发酵类型。随着底物浓度的增加,系统的比产氢速率从COD 7000 mg·L^-1时的2.43 m³·(m³·d)^-1提高到COD11000 mg·L^-1时的3.51 m³·(m³·d)^-1,而活性污泥的比产氢速率在COD 为9000 mg·L^-1时最高,为10.71 mol H₂·(kg VSS·d)^-1。聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析结果表明,产氢发酵产乙醇菌群为ACR系统中的主要产氢功能菌群,且随着进水COD浓度的增加,以Ethanoligenens harbinense YUAN-3为代表的产氢菌群的优势度显著增强,但丙酸发酵菌属Propionicimonas sp. F6也开始富集。     

高浓度有机废水发酵法制取氢气技术

利用两相厌氧高浓度有机废水处理的产酸相制取氢气技术引起世界的普遍关注。介绍了厌氧发酵生物制氢系统的产氢机理、工艺流程与设计、工程控制参数等许多技术问题。认为发酵产氢微生物有丁酸型发酵、乙醇型发酵和甲酸裂解等3种产氢代谢途径。工艺设计以活性污泥的混合培养为主要形式,也发展了细菌的纯培养或辅之细胞固定化工艺。目前已经分离出肠杆菌属(Enterobacter)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium)、柠檬酸菌属(Citrobacter)和新型乙醇型发酵产氢细菌等菌属的发酵产氢细菌,这些菌种除了可以纯培养制氢外,还可以进行投入反应系统进行生物强化和细胞固定化技术应用。乙醇型发酵生物制氢理论(双碳发酵产氢学说或理论)指导下发酵法混合培养生物制氢工艺已分别进行了小试和中试,并将进入生产示范工程阶段。     

“活性污泥-生物膜”杂合ABR制氢系统的启动与运行

对ABR系统进行改良,建立新型的“活性污泥-生物膜”杂合厌氧折流板生物制氢反应器（SMHABR）,研究其乙醇型发酵的形成及其产氢及COD处理能力。反应器分为5个格室,有效容积43.2 L,实验共进行180 d。系统以红糖废水为原料,在HRT为12 h,温度为（35±1）℃,通过分阶段提高进水COD的方式,可使ABR系统在35 d内培育驯化形成乙醇型发酵菌群体系。进水COD在约3500 mg·L^-1时产氢量最大,总产氢量可达到44.75 L·d^-1。进水COD浓度达到约7100 mg·L^-1时COD去除率最大,平均总去除率可达到49.33%。COD去除率最大值并未与产氢量最大值同时出现,说明产氢最适进水浓度与COD去除最适进水浓度并非相同。     

利用厌氧折流反应系统进行有机废水发酵制氢

以厌氧折流形式的发酵生物制氢反应器进行了连续流有机废水发酵产氢试验研究。反应器由有机玻璃制成,三格室,单格有效容积9.16L。以好氧生物处理系统剩余污泥为种泥,在容积负荷为8.89kg COD·(m~3·d)~(-1),水力停留时间为13.5 h,温度(35±1)℃等条件下,系统启动运行25 d后达到稳定运行状态。系统稳定运行时,总产气量和产氢量分别稳定在59.0 L·d~(-1)和32.0 L·d~(-1)左右。其中,第一格室、第二格室和第三格室的平均产气量及其氢含量分别为14 L·d~(-1)、25 L·d~(-1)、20 L·d~(-1)和50％、60％、50％。系统污泥的比产氢速率为76.64 L·(kg VSS·d)~(-1)。与同类生物制氢反应器相比,厌氧折流发酵生物制氢反应器具有结构简单、运行稳定、操作灵活、容积利用率高、生物持有量高以及运行费用较低等优点,在发酵生物制氢技术领域有很好的开发前景。     

利用氧化还原电位调控基因工程菌株 Klebsiella pneumoniae F-1合成1,3-丙二醇

基因工程菌株Klebsiella pneumoniae厌氧发酵过程中,氧化还原电位(ORP)是一个监控发酵过程的重要指标. 考察了K. pneumoniae F-1在不同ORP(-190, -210, -240和-290 mV)下菌体生长和代谢产物合成的情况. 在ORP为-240 mV时,1,3-丙二醇的发酵终浓度和得率分别为81.5 g/L和0.423 mol/mol,分别为4种ORP条件下的最高值. 这说明ORP=-240 mV是菌株K. pneumoniae F-1的最适ORP. 此ORP既不同于野生菌株K. pneumoniae M5aL的最适ORP(-190 mV),也不同于经过诱变的菌株K. pneumoniae YMU2的最适ORP(-280 mV). 另外,通过研究发酵体系ORP对甘油代谢流的影响,发现还原性氛围较有利于甘油向1,3-PD、乙醇、2,3-丁二醇等还原性较高的代谢物转化. 首次报道了ORP调控发酵过程在基因工程改造菌株中的应用,这对于进一步研究ORP调控厌氧发酵过程具有一定的意义.     

印制电路板行业的清洁生产

介绍了清洁生产和印制电路板行业的发展现状,提出采取清洁生产措施的重要意义.指出印刷电路板企业可以通过生产工艺清洁生产技术、废物回收和废水末端治理后回用、清洁生产管理等措施实现清洁生产.     

国内外泡沫玻璃生产技术发展和生产线代别综述

结合国内外泡沫玻璃发展历史,重点介绍了美国和中国泡沫玻璃发展概况,对于泡沫玻璃生产工艺贡献相对较大的美国康宁工艺和中国嘉兴工艺进行了工艺流程对比分析。按代别划分了中国泡沫玻璃生产线的发展历史,详述了每个代别的生产线特点,并且对不同代别泡沫玻璃生产线的生产规模、投资、单位生产成本进行对比。总之,泡沫玻璃行业的发展趋势必须建设高世代生产线,增加产能,提高品质,降低成本,增强竞争力。     

化工生产技术管理与化工安全生产的关系

研究化工生产技术管理与化工安全生产的关系.从安全生产管理、安全技术、生产技术、化工生产过程、企业安全技术措施、化工生产事故原因等多角度,强调化工安全生产管理的必要性和重要性.     

国外过氧化氢生产装置和生产工艺现状

介绍了国外过氧化氢生产装置目前生产能力及其在世界各地的分布状况;还介绍了主要过氧化氢有关公司的现行生产工艺(蒽醌法工艺)特点。     

综合视频监控调度系统在氯碱企业中的应用

介绍了视频监控调度系统的组成、特点及在氯碱企业中的应用情况。     

水泥质量过程控制的几点建议

严格合理的过程控制可确保新型干法水泥生产过程的均衡稳定,从而实现优质、低耗、高效益运行。重点对生料制备系统的原料粒度控制和生料取样及其成分分析方法,以及烧成系统的分解率的控制与检测、熟料游离氧化钙的测定及熟料率值的选取等水泥质量过程控制点,进行了存在问题和误区的详细分析,并逐一提出了相应的建议和针对性的措施。     

粒状烧碱生产技术及其应用

介绍了粒状烧碱生产工艺流程及造粒技术要点,并以3万t/a粒状烧碱生产装置为例,进行了投资和消耗定额估算。     

产量递减油田稀油产量预测综合新方法研究

我国大部分油田产油品质大部分为稀油,随着资源量的减少,新的勘探区块资源量的接替量不足,大部分油田区块进入产量递减阶段,资源关系到国家命脉,因此,对现有油田区块的稀油产量预测就至关重要。通过Arps递减法和产量构成法两种方法对油田区块稀油产量进行预测,以了解油田的进一步发展状况,为决策者提供重要依据。     

聚氯乙烯生产用助剂国产化介绍

介绍了齐鲁石化股份公司氯碱厂PVC生产中国产助剂的使用情况。通过新技术、新工艺的应用，已实现了助剂的全国国产化。该成果用于23万t/aPVC的生产，每年可节约外汇364万美元，降低成本约2800万元，取得了可观的经济效益。     

柔性化工艺管理在建筑涂料色彩生产中的应用

介绍了在水性建筑涂料色彩生产中应用柔性化管理工艺的情况,并与传统的色彩涂料生产工艺在经济性、时效性和品质等方面进行了比较,显现了柔性化生产工艺在涂料色彩生产中应用的优越性。