厌氧污泥产氢活性的检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种厌氧污泥产氢活性的检测方法，能够迅速而准确地获得厌氧污泥发酵产氢的活性指标，本发明对高活性污泥的筛选和厌氧发酵制氢均具有重要意义。本发明名称为厌氧污泥产氢活性的检测方法，其过程和步骤如下：“在反应器中，将一定量的厌氧污泥和底物混合均匀后发酵，反应器放置在恒温水槽中，在保持搅拌状态、温度控制在30～35℃、pH控制在4.5-5.0的条件下，反应产生的气体进入干燥瓶干燥，最后通过读取计量瓶刻度记录所产气体的体积；采用气相色谱仪测定气体中氢气含量，计算并记录氢气体积；根据试验数据，绘制累积氢气产量与时间的关系曲线图，计算最大比产氢气速率”。
【专利说明】厌氧污泥产氢活性的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种厌氧污泥产氢活性的检测方法，属于厌氧污泥质量检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]由于化石燃料的不可再生性以及世界经济对能源的刚性需求，能源危机日益加剧。此时，具有清洁、高能量质量比、可再生等优点的氢能便成为新能源界的一颗新星，而厌氧发酵技术是目前最主要的制氢技术之一。厌氧发酵制氢通常采用生物质为原料，通过微生物的分解消化降解有机质并产生氢气；由于其发酵原料来源广且具有反应条件温和、能耗低、无污染等特点，该技术越来越多地受到人们的关注。在发酵过程中，污泥中的微生物菌群对有机质降解和氢气的产生均起到重要作用，筛选高活性的污泥作为发酵的接种物至关重要。
[0003]目前，污泥活性的评价指标主要有脱氢酶活性、ATP含量、耗氧率、污泥沉降比、最大比产甲烷速率等，其中大部分指标用于表征好氧污泥活性，最大比产甲烷速率虽然可以作为厌氧污泥产甲烷的活性指标，但却无法准确描述污泥在厌氧发酵制氢过程中的产氢活性。对于厌氧污泥产氢活性的研究目前尤为欠缺，因此，制氢研究中亟待建立一种厌氧污泥产氢活性的测定方法，本发明的提出恰好可解决这一难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种厌氧污泥产氢活性的检测方法，能够迅速而准确地获得厌氧污泥发酵产氢的活性指标。
[0005]本发明名称为厌氧污泥产氢活性的检测方法，其过程和步骤如下:将一定量的厌氧污泥和底物加入反应器中，混合均匀后将反应器放入恒温水槽中，保持搅拌状态，温度控制在30?35°C，pH控制在4.5-5.0 ;在此条件下，厌氧污泥与发酵底物充分反应产生的气体进入干燥瓶，干燥后的气体通入集气瓶并将饱和NaHCO3压入计量瓶；读取计量瓶刻度，记录所产气体的体积；通过气相色谱仪测定气体中氢气含量，计算并记录氢气体积；根据试验结果，绘制累积氢气产量与时间的关系曲线图，计算最大比产氢气速率；本发明通过最大比产氢气速率来评价厌氧污泥的质量即活性，故也采用最大比产氢气速率这一特定术语来表征污泥的产氢活性。
[0006]“厌氧污泥产氢活性的检测方法”所采用的测定装置，包括恒温水槽、反应器、集气瓶、乳胶管、干燥管和计量瓶等；其特征为装有发酵底物和厌氧污泥的反应器放置于恒温水槽中；干燥装置一端通过乳胶管连接反应器，另一端与集气瓶口相连，集气瓶内盛有饱和NaHCO3并在底端设有一橡胶管连接计量瓶，通过计量瓶读取所产气体的体积；并采用气相色谱仪测定气体中氢气含量。
[0007]本发明检测方法的反应机理如下:反应器内的厌氧污泥中含有大量的产氢产乙酸菌，在厌氧及适宜的pH条件下，反应器内底物水解后经产氢产乙酸菌降解，并产生氢气。[0008]最大比产氢气速率的理论计算如下:由Monod方程U=Umax.S/ (Ks+S)可得出如下的表达式:
【权利要求】
1.本发明名称为厌氧污泥产氢活性的检测方法，其过程和步骤如下:“将一定量的厌氧污泥和底物加入反应器中，混合均匀后将反应器放入恒温水槽中，保持搅拌状态，温度控制在30?35°C，pH控制在4.5-5.0 ;在此条件下，厌氧污泥与发酵底物充分反应产生的气体进入干燥瓶，干燥后的气体通入集气瓶并将饱和NaHCO3压入计量瓶；读取计量瓶刻度，记录所产气体的体积；通过气相色谱仪测定气体中氢气含量，计算并记录氢气体积；根据试验结果，绘制累积氢气产量与时间的关系曲线图，计算最大比产氢气速率”。
2.本发明通过最大比产氢气速率(Umax.H)来评价厌氧污泥的质量即活性，即采用最大比产氢气速率这一特定术语来表征污泥的产氢活性；对于同一基质，Umax.H越大,该厌氧污泥的产氢气活性越强；umax.H也可以比较不同厌氧污泥在同样环境条件下的产氢气活性，或同一厌氧污泥在不同环境(如不同温度)的活性。
【文档编号】G01N30/02GK103969359SQ201410013799
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】徐锐, 袁亚阁, 段良飞, 段欢耘, 王秋侠 申请人:云南师范大学