一种有机废弃物两步生物制氢的方法及其装置

摘要

本发明提供了一种有机废弃物两步生物制氢的方法及其装置，提高有机废弃物的氢气产率，并实现有机废弃物的深度处理。该方法包括的步骤为：(1)菌种准备和原料预处理；(2)厌氧发酵产氢；(3)微生物电解电池产氢；(4)清水回用或排放。本发明装置包括依次连接的进料装置、厌氧产氢反应器和微生物电解电池，厌氧产氢反应器的出水口与微生物电解电池阳极室的进水口连通。本发明通过联用厌氧发酵产氢和微生物电解电池技术，提高氢气产率，扩大原料利用范围，提高了有机质氢气产率和能源回收率，实现有机质更为彻底的能源化利用和有机废弃物的深度处理。本发明方法和装置适合处理各种类型的有机废水和固体有机废弃物。

主权项

一种有机废弃物两步生物制氢的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）菌种准备和原料预处理：从来自于沼气池、池塘、污水处理厂的厌氧活性污泥中筛选富集得到厌氧发酵产氢菌和厌氧产电菌；对有机废弃物进行除杂、破碎；（2）厌氧发酵产氢：将预处理后的原料与厌氧发酵产氢菌混合后放置于厌氧产氢反应器内，控制反应器pH为4.5～6.5，水力停留时间为12～72小时，在厌氧条件下，有机废弃物在厌氧发酵产氢菌的代谢作用下生成有机酸、H2和CO2，H2和CO2混合气经气体分离后获得较纯氢，含有机酸的废水或渗滤液从厌氧产氢反应器中排出；（3）微生物电解电池产氢：从厌氧产氢反应器中排出的含有机酸的废水或渗滤液与厌氧产电菌混合后通入微生物电解电池的阳极室内，在厌氧条件下，有机酸在厌氧产电菌的代谢作用下形成CO2、质子和电子，质子穿过质子交换膜进入微生物电解电池的阴极室，电子在外界电源的辅助下从阳极电极经过外电路传递到阴极室的阴极电极上，外界电源为电压≥0.2V的直流电源，在厌氧条件下，质子和电子在阴极电极的催化作用下生成H2，从而实现有机酸产氢；（4）清水回用或排放。