高效利用植物质废弃物制备氢气的方法

摘要

本发明涉及植物质废弃物资源化利用的生物技术，也涉及氢气制备方法。先利用瘤胃微生物对植物质废弃物进行降解，再使其液相产物进一步转化；降解过程为(1)将植物质废弃物破碎或打浆成备用底料，(2)将反刍动物瘤胃微生物首先接种到发酵罐中进行培养并驯化，然后接种到盛有植物质废弃物底料和矿物质缓冲液的厌氧消化反应器中，(3)启动运行厌氧消化反应器，收集产生的含氢气气体、液相产物和固相产物；进一步转化时，先将液相产物用膜进行分离，滤除瘤胃微生物后输入到光合细菌反应器内进行光合细菌降解并再次收集含氢气气体，经纯化处理得到氢气。本发明的降解产物最终大部分都转化为氢气，提高了产氢效率。实验表明，每克降解底料的产氢效率能达到190－250ml。

主权项

1.一种利用植物质废弃物高效制备氢气的方法，包括第一步利用瘤胃微生物对植物质废弃物进行降解，第二步使其液相产物进一步转化、产生氢气；在第一步进行降解的过程中有：(1)将植物质废弃物破碎或打浆成备用底料，(2)从反刍动物瘤胃内取出瘤胃微生物，并接种到盛有植物质废弃物底料和矿物质缓冲液的厌氧消化反应器中，(3)启动运行厌氧消化反应器，使植物质水解酸化，(4)分别收集所产生的含氢气气体、液相产物和固相产物；其特征在于，所述的从反刍动物瘤胃内取出的瘤胃微生物，首先须接种到发酵罐中进行培养并驯化，其接种量为发酵罐反应体积的5-30％，该发酵罐中盛有植物质废弃物底料和矿物质缓冲液，其中植物质底料的浓度为10-40g/L；驯化条件是：植物质废弃物底料的添加速率为20-40g/L/d，缓冲液在反应器内的停留时间12-24小时，pH 6.0-7.0，温度为30-43℃，搅拌速率50-100转/分钟，植物质废弃物底料在反应器内的停留时间48-72小时，连续两周在所产气体成分中只检测到氢气和二氧化碳而检测不到甲烷时，即瘤胃微生物完全驯化后再接种到盛有植物质废弃物底料和矿物质缓冲液的厌氧消化反应器中；在第二步使其液相产物进一步转化的过程中，首先将液相产物用膜进行分离，滤除瘤胃微生物，收集透过膜的短链有机酸和醇类以及溶液中的缓冲盐，再按现有方法输入到接种有光合细菌的光合细菌反应器内进行光合反应并收集含氢气气体。