Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5521
標題: 光合產氫之程序組合及應用
作者: 洪國展
關鍵字: 紫色不含硫菌
光合產氫
連續流
光合反應槽
出版社: 環境工程學系
摘要: 本研究的目的為利用紫色不含硫光合作用細菌Rhodopseudomonas plustris以單一光合產氫反應槽為主體,試驗不同單一有機酸(甲酸、乙酸、丁酸及乳酸)個別進流時氫氣生成的情形,試圖尋找對光合產氫連續流有利的有機酸種類,並釐清以混合有機酸進流時,各有機酸所可能扮演的角色,冀能提供厭氧產氫槽操作之參考,提供有利光合產氫之出流水;此外,並利用連續式的光合反應槽程序組合,試圖解決厭氧產氫槽於高產氫效能下,出流水中所含有的高有機酸和高氨氮濃度對產氫能力的抑制,及低水力停留時間操作下的高流量對光合產氫槽所造成的衝擊;藉由串聯式的反應槽體組合,使得優先接觸廢水之槽體利用高濃度有機酸及氨氮促使菌體快速而大量的生長,因此菌體沖刷現象也相對降低,在此同時將有機酸及氨氮濃度一併降至抑制濃度以下,如此,接續的反應槽的氫氣生成不致受抑制,而槽體中的細胞密度也可藉前一反應槽所沖刷出來之菌體及微量生長來維持,期能達到以醣類廢水為基質之厭氧-光合產氫程序之最佳操作條件。 單一有機酸連續流試驗結果顯示,丁酸較有利於菌體的生長和產氫,可維持槽內菌體量達4.78 g biomass /L,產氣量達464 ml H2/L.day,乳酸則具有最高的單位菌體產氫量,達到207.9 ml H2 / g biomass•day,故丁酸及乳酸是主要被用來產氫的基質,對產氫有直接而較佳的助益。 組合式連續光合反應槽的試驗發現,利用多槽體組合增加槽體體積及菌體迴流,可有效解決高流量對光合反應槽中菌體產氫的衝擊,HRT可向下操作至8小時,反應槽菌量可維持,總產氣量也仍可達到846 ml H2 / L.day。 組合式連續光合反應槽試驗不同模擬有機酸濃度進流,對於厭氧產氫反應槽出流水的高有機酸濃度,可於第一反應槽將有機酸有效消耗至抑制濃度以下,進入後續反應槽則可順利生產氫氣;以0.4倍模擬有機酸濃度進流時,有最佳氫氣生產情況,平均總產氫量可高達1388 ml H2 / L.day。 利用組合式連續光合反應槽進流不同氨氮濃度,高氨氮濃度僅對第一反應槽產氫造成抑制,但有效將氨氮濃度消耗至抑制濃度以下,進入接續反應槽產氫量不受影響,可以維持高效率的產氫;氨氮濃度越高,反應槽中的菌量越高,顯示高氨氮濃度更有利於菌體的生。 以實際厭氧產氫反應槽出流水進行組合式連續光合反應槽之產氫試驗,證實連續的反應槽體確實能在低HRT操作下,於第一反應槽將高濃度氨氮及有機酸有效消耗,而在接續反應槽中進行高效產氫。
URI: http://hdl.handle.net/11455/5521
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