CN1088185A - 有机废水处理生物制氢方法与设备 - Google Patents

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Abstract

一种有机废水处理生物制氢方法与设备，采用混 合反应区和沉淀分离区合一的一体化设备，利用活性 污泥对有机废水中有机质的发酵作用产生含氢的发 酵气体，经碱液洗脱塔脱去二氧化碳制成99.5％的 纯氢气，另一方面也使有机废水中的有机质得到降 解。
使用本方法制取氢气的能耗远低于其它制氢方 法，仅为其它方法的10—30％，并可节省大量纯水、 煤气或甲烷等资源，非常适宜含碳水化合物和脂类的 高浓度有机废水推广应用。

Description

本发明为制氢技术。
氢气是石油工业、微量元素冶金工业、化肥生产及某些尖端技术等的重要原料和燃料。随着科学技术的发展，氢气的应用愈加广泛，需求量日益增加，并将作为替代石油的新能源。
有机废水的排放对环境的影响是众所周知的。将其变废为宝是环境治理的不可忽视的发展方向。
传统的制氢方法有纯水电解法、水煤气转化法及甲烷裂化法等，这些方法耗能过大，制氢的成本很高，例如常采用的纯水电解法制取每标准立分米氢气（99.5%）需耗电4.5kw。因此各国都在致力于研究低能耗的制氢方法。
本发明的目的在于研究一种废水处理生物制氢方法与设备，利用有机废水制取氢气，既可控制环境污染，又可变废为宝，产生新能源，且大大降低制取氢气的成本。
本发明的基本思路是，在厌氧条件，酸性发酵细菌将有机废水中的有机质降解并转化为乙醇和乙酸等，通过生物脱氢和脱羧作用产生大量氢气和二氧化碳。
根据这一思路设计出的混合反应区和沉淀分离区合一的有机废水处理生物制氢设备，利用厌氧活性污泥对有机废水中有机质的发酵作用产生含氢的发酵气体，该发酵气体经碱液洗脱塔脱去二氧化碳，制成99.5%的纯氢气。另一方面也使废水中的有机质得到降解。
下面结合附图给出本发明的最佳实施实例。
附图为有机废水处理生物制氢设备。
如图所示，该设备包括发酵罐、洗脱塔两部分。发酵罐为由圆筒和倒锥体构成的密封容器，里面设置有内筒②、导流筒③、阻气筒④、溢流堰⑤，将罐体内空间分割为混合反应区（13）、导流区（15）、沉淀分离区（14）、回流区（16）、溢流槽（17）。为使混合反应区（13）内的液体处于紊流状态，在混合反应区内装有一搅拌器⑥。在搅拌的作用下，为避免液体处于旋转状态，在内筒②的筒壁上等距离焊接有竖向档板⑦。
当有机废水由进水管⑧进入混合反应区（13）内，与活性污泥接触，在搅拌器⑥的提升和搅拌力的作用下，有机废水与活性污泥得到充分混合，在细菌作用下，有机质得以发酵并分解，释放出大量含氢的发酵气体。
另一方面，经发酵后的混合液在搅拌器⑥的提升力作用下，不断溢流过内筒②，经导流区（15）进入到沉淀分离区（14）。在此区域内，混合液中的活性污泥得以沉淀和分离，并可继续产生部分发酵气体，沉淀后的活性污泥下滑到回流区（16），靠混合反应区（13）内提升力循环至混合反应区（13）内继续参加反应。分离后的上清液则溢过溢流堰⑤进入溢流槽（17）内，由排液管⑨排放掉。
在混合反应区（13）和沉淀分离区（14）内产生的发酵气体，分别由排气管⑩、（11）经水封器（12）输送至碱液洗脱塔①脱去二气化碳制成99.5%的纯氢气。
实施本发明，即可处理废水，减少废水对环境的严重污染，又可获得大量成本很低的氢气。据测算，运用本方法获取每标准立方米氢气所需耗电量仅为0.5kw，与其它制氢方法相比可降低能耗70-90%，可节省大量纯水、煤气或甲烷等资源。
本发明具有产氢能力高，发酵气产量为0.3-0.6m3/kgCOD，即产氢能力为0.15-0.3Nm3H2/kgCOD或3.0-4.5Nm3H2/m3设备·d，非常适宜诸如制糖厂、淀粉厂、酒精厂、啤酒厂、食品加工厂等含碳水化合物和脂类的高浓度有机废水应用推广。

Claims (4)

1、一种有机废水处理生物制氢方法与设备，所说的设备包括发酵罐和洗脱塔两部分，其特征在于所说的发酵罐为混合反应区（13）和沉淀分离区（14）合一的一体化密封容器，利用厌氧活性污泥对有机质的发酵作用，产生含氢发酵气体，再经碱液吸收塔①脱去二氧化碳获得纯氧气。
2、如权利要求1所述有机废水处理生物制氢方法与设备，其特征在于所说的发酵罐内设置有内筒②、导流筒③、阻气筒④、溢流堰⑤分别将发酵罐内空间分割为混合反应区（13）、导流区（15）、沉淀分离区（14）、回流区（16）、溢流槽（17）。
3、如权利要求1、2所述有机废水处理生物制氢方法与设备，其特征在于所说的混合反应区（13）内装有一搅拌器⑥，在搅拌器⑥的搅拌下，使液体处于紊流状态，为避免液体处于旋转状态，在内筒③的筒壁上等距离焊接有竖向档板⑦。
4、如权利要求1、2所述有机废水处理生物制氢方法与设备，其特征在于由混合反应区（13）和沉淀分离区（14）产出的发酵气体，分别由排气管⑩、（11）经水封器（12）输送到碱液洗脱塔①，脱去二氧化碳。
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