專利名稱：有機廢水處理生物制氫方法與設備的制作方法
技術領域：
本發明為制氫技術。
氫氣是石油工業、微量元素冶金工業、化肥生產及某些尖端技術等的重要原料和燃料。隨著科學技術的發展，氫氣的應用愈加廣泛，需求量日益增加，并將作為替代石油的新能源。
有機廢水的排放對環境的影響是眾所周知的。將其變廢為寶是環境治理的不可忽視的發展方向。
傳統的制氫方法有純水電解法、水煤氣轉化法及甲烷裂化法等，這些方法耗能過大，制氫的成本很高，例如常采用的純水電解法制取每標準立分米氫氣(99.5%)需耗電4.5kw。因此各國都在致力于研究低能耗的制氫方法。
本發明的目的在于研究一種廢水處理生物制氫方法與設備，利用有機廢水制取氫氣，既可控制環境污染，又可變廢為寶，產生新能源，且大大降低制取氫氣的成本。
本發明的基本思路是，在厭氧條件，酸性發酵細菌將有機廢水中的有機質降解并轉化為乙醇和乙酸等，通過生物脫氫和脫羧作用產生大量氫氣和二氧化碳。
根據這一思路設計出的混合反應區和沉淀分離區合一的有機廢水處理生物制氫設備，利用厭氧活性污泥對有機廢水中有機質的發酵作用產生含氫的發酵氣體，該發酵氣體經堿液洗脫塔脫去二氧化碳，制成99.5%的純氫氣。另一方面也使廢水中的有機質得到降解。
下面結合附圖
給出本發明的最佳實施實例。
附圖為有機廢水處理生物制氫設備。
如圖所示，該設備包括發酵罐、洗脫塔兩部分。發酵罐為由圓筒和倒錐體構成的密封容器，里面設置有內筒②、導流筒③、阻氣筒④、溢流堰⑤，將罐體內空間分割為混合反應區(13)、導流區(15)、沉淀分離區(14)、回流區(16)、溢流槽(17)。為使混合反應區(13)內的液體處于紊流狀態，在混合反應區內裝有一攪拌器⑥。在攪拌的作用下，為避免液體處于旋轉狀態，在內筒②的筒壁上等距離焊接有豎向檔板⑦。
當有機廢水由進水管⑧進入混合反應區(13)內，與活性污泥接觸，在攪拌器⑥的提升和攪拌力的作用下，有機廢水與活性污泥得到充分混合，在細菌作用下，有機質得以發酵并分解，釋放出大量含氫的發酵氣體。
另一方面，經發酵后的混合液在攪拌器⑥的提升力作用下，不斷溢流過內筒②，經導流區(15)進入到沉淀分離區(14)。在此區域內，混合液中的活性污泥得以沉淀和分離，并可繼續產生部分發酵氣體，沉淀后的活性污泥下滑到回流區(16)，靠混合反應區(13)內提升力循環至混合反應區(13)內繼續參加反應。分離后的上清液則溢過溢流堰⑤進入溢流槽(17)內，由排液管⑨排放掉。
在混合反應區(13)和沉淀分離區(14)內產生的發酵氣體，分別由排氣管⑩、(11)經水封器(12)輸送至堿液洗脫塔①脫去二氣化碳制成99.5%的純氫氣。
實施本發明，即可處理廢水，減少廢水對環境的嚴重污染，又可獲得大量成本很低的氫氣。據測算，運用本方法獲取每標準立方米氫氣所需耗電量僅為0.5kw，與其它制氫方法相比可降低能耗70-90%，可節省大量純水、煤氣或甲烷等資源。
本發明具有產氫能力高，發酵氣產量為0.3-0.6m3/kgCOD，即產氫能力為0.15-0.3Nm3H2/kgCOD或3.0-4.5Nm3H2/m3設備·d，非常適宜諸如制糖廠、淀粉廠、酒精廠、啤酒廠、食品加工廠等含碳水化合物和脂類的高濃度有機廢水應用推廣。
權利要求
1.一種有機廢水處理生物制氫方法與設備，所說的設備包括發酵罐和洗脫塔兩部分，其特征在于所說的發酵罐為混合反應區(13)和沉淀分離區(14)合一的一體化密封容器，利用厭氧活性污泥對有機質的發酵作用，產生含氫發酵氣體，再經堿液吸收塔①脫去二氧化碳獲得純氧氣。
2.如權利要求1所述有機廢水處理生物制氫方法與設備，其特征在于所說的發酵罐內設置有內筒②、導流筒③、阻氣筒④、溢流堰⑤分別將發酵罐內空間分割為混合反應區(13)、導流區(15)、沉淀分離區(14)、回流區(16)、溢流槽(17)。
3.如權利要求1、2所述有機廢水處理生物制氫方法與設備，其特征在于所說的混合反應區(13)內裝有一攪拌器⑥，在攪拌器⑥的攪拌下，使液體處于紊流狀態，為避免液體處于旋轉狀態，在內筒③的筒壁上等距離焊接有豎向檔板⑦。
4.如權利要求1、2所述有機廢水處理生物制氫方法與設備，其特征在于由混合反應區(13)和沉淀分離區(14)產出的發酵氣體，分別由排氣管⑩、(11)經水封器(12)輸送到堿液洗脫塔①，脫去二氧化碳。
全文摘要
一種有機廢水處理生物制氫方法與設備，采用混合反應區和沉淀分離區合一的一體化設備，利用活性污泥對有機廢水中有機質的發酵作用產生含氫的發酵氣體，經堿液洗脫塔脫去二氧化碳制成99.5％的純氫氣，另一方面也使有機廢水中的有機質得到降解。使用本方法制取氫氣的能耗遠低于其它制氫方法，僅為其它方法的10—30％，并可節省大量純水、煤氣或甲烷等資源，非常適宜含碳水化合物和脂類的高濃度有機廢水推廣應用。
文檔編號C12M1/107GK1088185SQ9211447
公開日1994年6月22日 申請日期1992年12月12日 優先權日1992年12月12日
發明者任南琪 申請人:哈爾濱建筑工程學院