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能源是人类进行物质生产和提高生活水平的重要物质基础,其消费量的多少已成为衡量人类进步和文明的标志。近代历史表明,能源发展的每一次飞跃,都引起生产技术的变革,大大推动生产力的发展。从木炭时代到煤炭时代,从煤炭时代到石油时代,以致原子能开发和各种新能源登上消费舞台,都曾经使几乎停滞的文明又开始了新的发展。当今,随着工业化和都市化的发展,人类对能源的需求量日益增加。在目前所用商品能源中,95%是石化能源。目前全世界对于能源的高速消耗,已使得开发新能源变得迫在眉睫。氢能源生产过程的清洁、使用过程的洁净、高能效等特点使得氢能与其他能源相比更符合全球绿色发展的要求,因此研究高效产氢技术就成为全世界科学家关注的热点。 生物制氢技术包括光合法和厌氧发酵两种路线。前者利用光合细菌直接将太阳能转化为氢气,是一个非常理想的过程。但是由于光利用效率很低,光反应器设计困难等因素,近期内很难推广应用。而后者采用的是产氢菌厌氧发酵,它的优点是底物转化率高,产氢速率快,反应器设计简单,且能够利用可再生资源和废弃有机物进行生产,相对于前者更容易在短期内实现。目前利用厌氧微生物产氢的反应器主要有两种,即CSTR和UASB。其中CSTR型生物制氢反应器的产氢能力远远大于UASB。反应器分为反应区、沉淀区、分离区、导流区和污泥回流区,内设气——固——液三相分离装置,采用具有一定提升能力和混合能力的扇形涡轮搅拌器,通过搅拌器搅拌,促使污泥经回流缝回流,使反应器内混合液处于紊流状态,减小絮凝体颗粒的界面层厚度及温度梯度,提高传质速率;反应区的内壁设竖向挡板,避免由于搅拌造成混合液旋流。 本实验主要是运用CSTR反应器,以食品废水为原料,采用哈尔滨污水处理厂的底泥作为实验对象,利用活性污泥厌氧发酵技术,控制反应器内微生物为乙醇代谢类型,研究厌氧发酵微生物制氢的最佳环境,从而实现低成本、高效能的产氢目的。