厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，能夠迅速而準(zhǔn)確地獲得厭氧污泥發(fā)酵產(chǎn)氫的活性指標(biāo)，本發(fā)明對高活性污泥的篩選和厭氧發(fā)酵制氫均具有重要意義。本發(fā)明名稱為厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，其過程和步驟如下：“在反應(yīng)器中，將一定量的厭氧污泥和底物混合均勻后發(fā)酵，反應(yīng)器放置在恒溫水槽中，在保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)、溫度控制在30～35℃、pH控制在4.5-5.0的條件下，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進入干燥瓶干燥，最后通過讀取計量瓶刻度記錄所產(chǎn)氣體的體積；采用氣相色譜儀測定氣體中氫氣含量，計算并記錄氫氣體積；根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，繪制累積氫氣產(chǎn)量與時間的關(guān)系曲線圖，計算最大比產(chǎn)氫氣速率”。
【專利說明】厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，屬于厭氧污泥質(zhì)量檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由于化石燃料的不可再生性以及世界經(jīng)濟對能源的剛性需求，能源危機日益加劇。此時，具有清潔、高能量質(zhì)量比、可再生等優(yōu)點的氫能便成為新能源界的一顆新星，而厭氧發(fā)酵技術(shù)是目前最主要的制氫技術(shù)之一。厭氧發(fā)酵制氫通常采用生物質(zhì)為原料，通過微生物的分解消化降解有機質(zhì)并產(chǎn)生氫氣；由于其發(fā)酵原料來源廣且具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、無污染等特點，該技術(shù)越來越多地受到人們的關(guān)注。在發(fā)酵過程中，污泥中的微生物菌群對有機質(zhì)降解和氫氣的產(chǎn)生均起到重要作用，篩選高活性的污泥作為發(fā)酵的接種物至關(guān)重要。
[0003]目前，污泥活性的評價指標(biāo)主要有脫氫酶活性、ATP含量、耗氧率、污泥沉降比、最大比產(chǎn)甲烷速率等，其中大部分指標(biāo)用于表征好氧污泥活性，最大比產(chǎn)甲烷速率雖然可以作為厭氧污泥產(chǎn)甲烷的活性指標(biāo)，但卻無法準(zhǔn)確描述污泥在厭氧發(fā)酵制氫過程中的產(chǎn)氫活性。對于厭氧污泥產(chǎn)氫活性的研究目前尤為欠缺，因此，制氫研究中亟待建立一種厭氧污泥產(chǎn)氫活性的測定方法，本發(fā)明的提出恰好可解決這一難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，能夠迅速而準(zhǔn)確地獲得厭氧污泥發(fā)酵產(chǎn)氫的活性指標(biāo)。
[0005]本發(fā)明名稱為厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，其過程和步驟如下:將一定量的厭氧污泥和底物加入反應(yīng)器中，混合均勻后將反應(yīng)器放入恒溫水槽中，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，溫度控制在30?35°C，pH控制在4.5-5.0 ;在此條件下，厭氧污泥與發(fā)酵底物充分反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進入干燥瓶，干燥后的氣體通入集氣瓶并將飽和NaHCO3壓入計量瓶；讀取計量瓶刻度，記錄所產(chǎn)氣體的體積；通過氣相色譜儀測定氣體中氫氣含量，計算并記錄氫氣體積；根據(jù)試驗結(jié)果，繪制累積氫氣產(chǎn)量與時間的關(guān)系曲線圖，計算最大比產(chǎn)氫氣速率；本發(fā)明通過最大比產(chǎn)氫氣速率來評價厭氧污泥的質(zhì)量即活性，故也采用最大比產(chǎn)氫氣速率這一特定術(shù)語來表征污泥的產(chǎn)氫活性。
[0006]“厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法”所采用的測定裝置，包括恒溫水槽、反應(yīng)器、集氣瓶、乳膠管、干燥管和計量瓶等；其特征為裝有發(fā)酵底物和厭氧污泥的反應(yīng)器放置于恒溫水槽中；干燥裝置一端通過乳膠管連接反應(yīng)器，另一端與集氣瓶口相連，集氣瓶內(nèi)盛有飽和NaHCO3并在底端設(shè)有一橡膠管連接計量瓶，通過計量瓶讀取所產(chǎn)氣體的體積；并采用氣相色譜儀測定氣體中氫氣含量。
[0007]本發(fā)明檢測方法的反應(yīng)機理如下:反應(yīng)器內(nèi)的厭氧污泥中含有大量的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，在厭氧及適宜的pH條件下，反應(yīng)器內(nèi)底物水解后經(jīng)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌降解，并產(chǎn)生氫氣。[0008]最大比產(chǎn)氫氣速率的理論計算如下:由Monod方程U=Umax.S/ (Ks+S)可得出如下的表達式:
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明名稱為厭氧污泥產(chǎn)氫活性的檢測方法，其過程和步驟如下:“將一定量的厭氧污泥和底物加入反應(yīng)器中，混合均勻后將反應(yīng)器放入恒溫水槽中，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，溫度控制在30?35°C，pH控制在4.5-5.0 ;在此條件下，厭氧污泥與發(fā)酵底物充分反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進入干燥瓶，干燥后的氣體通入集氣瓶并將飽和NaHCO3壓入計量瓶；讀取計量瓶刻度，記錄所產(chǎn)氣體的體積；通過氣相色譜儀測定氣體中氫氣含量，計算并記錄氫氣體積；根據(jù)試驗結(jié)果，繪制累積氫氣產(chǎn)量與時間的關(guān)系曲線圖，計算最大比產(chǎn)氫氣速率”。
2.本發(fā)明通過最大比產(chǎn)氫氣速率(Umax.H)來評價厭氧污泥的質(zhì)量即活性，即采用最大比產(chǎn)氫氣速率這一特定術(shù)語來表征污泥的產(chǎn)氫活性；對于同一基質(zhì)，Umax.H越大,該厭氧污泥的產(chǎn)氫氣活性越強；umax.H也可以比較不同厭氧污泥在同樣環(huán)境條件下的產(chǎn)氫氣活性，或同一厭氧污泥在不同環(huán)境(如不同溫度)的活性。
【文檔編號】G01N30/02GK103969359SQ201410013799
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】徐銳, 袁亞閣, 段良飛, 段歡耘, 王秋俠 申請人:云南師范大學(xué)