[发明专利]一种促进有机废水光合细菌产氢的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种添加纳米二氧化钛，提高有机废水光合产氢的方法。

背景技术

在传统矿物燃料能源短缺问题日益严重的情况下，氢气作为一种清洁无污染的绿色新能源日益受到广泛的关注。氢气燃烧后不排放任何污染物质，且燃烧值高(142.35KJ/g)，为汽油的2.75倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。此外，氢气也是许多工业生产中一种重要的化工原料。目前氢气的获得方式主要有物化法和生物法。物化法本身需要消耗大量的能源物质且成本较高。生物法产氢无需消耗大量能量且具有经济和环境友好等优点。目前，生物法产氢研究得最多的是光合生物法产氢和厌氧发酵法产氢(例如，文献International Journal ofHydrogen Energy，2002，27，1315-1329；Enzyme and Microbial Technology，2006，38，569-582)。利用废水或固体废弃物中有机质发酵制氢，在降解有机污染物的同时又获取氢气，可降低制氢成本并解决环境污染问题。

在光能作用下光合细菌可将碳水化合物、低分子有机酸等转化为氢气(例如，文献International Journal ofHydrogen Energy，2006，31，1585-1590)。目前研究主要集中于低分子有机酸及高碳水化合物废水光合产氢(例如，文献International Journal of Hydrogen Energy，2005，30，785-793；International Journal ofHydrogen Energy，2006，31，1514-1521)。这些底物组成简单，对光合细菌影响较小。虽然光合细菌产氢转换效率可达2mol H₂/mol glucose，但仍低于12mol H₂/mol glucose的理论产氢量。纳米二氧化钛在光能作用下有光催化特性，但文献主要集中于对难降解有机物的处理(例如，文献Journal of Hazardous Materials，2009，162，1193-1198)。尚未见关于在光能作用下利用二氧化钛促进光和细菌利用有机废水(如酿造废水，污泥发酵液，食品废水等)产氢的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在光能作用下利用光合细菌厌氧产氢及纳米二氧化钛光催化特性将有机废水中有机酸、蛋白质及碳水化合物进一步转化为氢气的方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：利用纳米二氧化钛光催化特性，提高光合细菌利用有机废水产氢量。

本发明提出一种利用纳米二氧化钛光催化特性，提高光合细菌利用有机废水产氢量的方法，有机废水为富含葡萄糖、淀粉、蛋白质、挥发性有机酸等的废水，如污泥发酵液、食品废水、酿造废水等。

本发明的具体步骤如下：

(1)将有机废水加入光合反应器中。

(2)将产氢光合细菌接种到光合反应器中，接种浓度800～1000mg/L。

(3)将纳米二氧化钛加入光合反应器中，浓度50～150mg/L。

(4)调节反应器内pH6-8，温度30-35℃，同时收集气体。

其中，(2)中光合细菌为具有产氢能力的光合细菌(例如但不限于以下光合细菌，球形红假单胞菌Rhodopseudomonas sphaeroides，沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris，深红红螺菌Rhodospirillum rubrum)。

其中，本发明较好的条件是：添加纳米二氧化钛提高光合细菌产氢量。

由于采用了上述方案，本发明的有益效果是：

(1)具有良好的环境效益：提高了生物光合产氢气能力，利于获得更多清洁能源氢气；

(2)具有良好的经济效益：一方面，采用添加纳米二氧化钛可以提高氢气产量；另一方面，可以利用有机废水中有机质发酵制氢，将清洁能源的制取与有机废水的处理同步进行，节省了成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：