廢水能源開發(fā)方式的研究

我國正面臨著巨大的能源壓力，而能源卻在日益耗盡[1]。因此開發(fā)并生產(chǎn)各種可再生能源，替代化石燃料是當今解決能源緊缺的一種有效途徑。廢水能源是一種數(shù)量巨大，永不枯竭的新能源。能使廢棄物變成資源，既能減少環(huán)境污染，也能緩解日益嚴峻的能源緊缺問題。

廢水能源的開發(fā)方式有很多，但最主要的有二種：廢水厭氧消化產(chǎn)沼氣，廢水發(fā)酵產(chǎn)氫氣。

在目前的經(jīng)濟技術(shù)條件下，廢水產(chǎn)沼氣已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化了，我國已經(jīng)有大量的大中型沼氣工程，廢水產(chǎn)沼氣一般COD去除率都能達到80%以上[2]。而沼氣又可以用作能源，因此廢水產(chǎn)沼氣不但是污染物無害化的過程，也能產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。但是沼氣是混合物，燃燒同時可能還會有少量SO2，還是會環(huán)境造成污染，因此還是需要尋找更清潔的燃料。

氫氣是一種十分清潔、高效的能源，而且便于貯存，是最理想的燃料。但是，廢水產(chǎn)氫COD去除率僅為30%左右，低于高效產(chǎn)沼氣。在產(chǎn)氫的過程中，產(chǎn)氫發(fā)酵的有機酸并不能像沼氣發(fā)酵一樣得到進一步利用，隨著有機揮發(fā)酸的積累，抑制了產(chǎn)氫的過程，最終導(dǎo)致產(chǎn)氫無法進行。隨著反應(yīng)的進行，氫氣的增加也會抑制反應(yīng)的進行，廢水產(chǎn)氫在副產(chǎn)物綜合利用方面還很低，因此，有研究者提出廢水產(chǎn)氫與廢水產(chǎn)甲烷結(jié)合在一起，以達到獲得更多的能源和最大的COD去除率。因為產(chǎn)甲烷菌可以利用有機酸，也能利用氫氣，從而能及時消耗一部分氫氣，提高反應(yīng)速率。

我們做了有關(guān)廢水產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷的實驗，由于該實驗要耗費很長時間，因此，我們只做了該實驗的初級階段，在一個3柱式厭氧反應(yīng)器中，前2個柱用來產(chǎn)氫氣，第3個產(chǎn)沼氣，具體的措施是在1、2柱內(nèi)接種氫菌種——取花園土壤若干，放入烘烤箱，在120℃的溫度下烘烤2小時，以殺滅甲烷菌和其他雜菌，保留氫菌種（因氫細菌屬耐高溫細菌）。在3柱進行產(chǎn)沼發(fā)酵培養(yǎng)，方法是柱內(nèi)直接裝入污水處理廠厭氧消化污泥。盡管反應(yīng)器還沒有達到理想狀態(tài)，但是從現(xiàn)已獲得的數(shù)據(jù)來看，實驗結(jié)果還是能夠說明一些問題的。為此，以下將對實驗結(jié)果進行COD與pH值、反應(yīng)器對進水COD濃度的反映等進行方面分析，以便進行下一步的實驗。

（1）各柱進出水COD與pH值之間的關(guān)系

在進水pH值保持不變的情況下，進水COD濃度越高，pH值變化越劇烈，COD去除率越高，如圖1進水COD濃度為1081mg/L，pH值為6.6，最終出水的pH值為5.3，COD去除率為69.9%，圖2進水COD濃度為1216mg/L，pH值同樣為6.6，但是最終出水的pH值為5.0，COD去除率為71.2%。由此可以得出結(jié)論，反應(yīng)器是在酸性條件下對污染物進行降解的，即pH值在不斷下降，一般情況下，pH值下降越大COD去除越多，但是在反應(yīng)器內(nèi)部并不具有普遍的規(guī)律，如圖1中的1柱pH值降低了0.8，每升溶液中COD的去除量為311mg，而圖2中的1柱pH值降低了1，每升溶液中COD的去除量為190mg。

（2）不同進水COD濃度反應(yīng)器處理效果有一定差異

為了解反應(yīng)器對不同進水COD濃度的反映，確定最佳進水COD濃度，以進水COD值和各柱COD值為縱坐標。

隨著進水COD濃度的降低，反應(yīng)器出水COD濃度也在降低，尤其是當進水COD濃度為877mg/L時，反應(yīng)器的出水COD值達到最低，由此表明，反應(yīng)器比較適應(yīng)處理低濃度的廢水。需要說明的是該處的結(jié)論并不與上述結(jié)論相矛盾，因為此處的實驗并沒有達到理想狀態(tài)（COD去除率達到70%）。

由于本實驗還正在進行，要達到理想狀態(tài)，還需進一步的試驗。因此，在目前狀況下所得出的結(jié)論還是初步結(jié)論，還有許多東西需要進一步實驗。

參考文獻

[1]杜祥琬.中國能源的可持續(xù)發(fā)展之路.求是雜志.2006，22：36～39

[2]顏麗.沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)可行性分析.太陽能.2004，5（5）：12-15

作者簡介：張瀲滟（1984.2.2—），女，漢族，籍貫上海青浦，本科，工作單位：上海綠澄環(huán)保科技有限公司endprint

我國正面臨著巨大的能源壓力，而能源卻在日益耗盡[1]。因此開發(fā)并生產(chǎn)各種可再生能源，替代化石燃料是當今解決能源緊缺的一種有效途徑。廢水能源是一種數(shù)量巨大，永不枯竭的新能源。能使廢棄物變成資源，既能減少環(huán)境污染，也能緩解日益嚴峻的能源緊缺問題。

廢水能源的開發(fā)方式有很多，但最主要的有二種：廢水厭氧消化產(chǎn)沼氣，廢水發(fā)酵產(chǎn)氫氣。

在目前的經(jīng)濟技術(shù)條件下，廢水產(chǎn)沼氣已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化了，我國已經(jīng)有大量的大中型沼氣工程，廢水產(chǎn)沼氣一般COD去除率都能達到80%以上[2]。而沼氣又可以用作能源，因此廢水產(chǎn)沼氣不但是污染物無害化的過程，也能產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。但是沼氣是混合物，燃燒同時可能還會有少量SO2，還是會環(huán)境造成污染，因此還是需要尋找更清潔的燃料。

氫氣是一種十分清潔、高效的能源，而且便于貯存，是最理想的燃料。但是，廢水產(chǎn)氫COD去除率僅為30%左右，低于高效產(chǎn)沼氣。在產(chǎn)氫的過程中，產(chǎn)氫發(fā)酵的有機酸并不能像沼氣發(fā)酵一樣得到進一步利用，隨著有機揮發(fā)酸的積累，抑制了產(chǎn)氫的過程，最終導(dǎo)致產(chǎn)氫無法進行。隨著反應(yīng)的進行，氫氣的增加也會抑制反應(yīng)的進行，廢水產(chǎn)氫在副產(chǎn)物綜合利用方面還很低，因此，有研究者提出廢水產(chǎn)氫與廢水產(chǎn)甲烷結(jié)合在一起，以達到獲得更多的能源和最大的COD去除率。因為產(chǎn)甲烷菌可以利用有機酸，也能利用氫氣，從而能及時消耗一部分氫氣，提高反應(yīng)速率。

我們做了有關(guān)廢水產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷的實驗，由于該實驗要耗費很長時間，因此，我們只做了該實驗的初級階段，在一個3柱式厭氧反應(yīng)器中，前2個柱用來產(chǎn)氫氣，第3個產(chǎn)沼氣，具體的措施是在1、2柱內(nèi)接種氫菌種——取花園土壤若干，放入烘烤箱，在120℃的溫度下烘烤2小時，以殺滅甲烷菌和其他雜菌，保留氫菌種（因氫細菌屬耐高溫細菌）。在3柱進行產(chǎn)沼發(fā)酵培養(yǎng)，方法是柱內(nèi)直接裝入污水處理廠厭氧消化污泥。盡管反應(yīng)器還沒有達到理想狀態(tài)，但是從現(xiàn)已獲得的數(shù)據(jù)來看，實驗結(jié)果還是能夠說明一些問題的。為此，以下將對實驗結(jié)果進行COD與pH值、反應(yīng)器對進水COD濃度的反映等進行方面分析，以便進行下一步的實驗。

（1）各柱進出水COD與pH值之間的關(guān)系

在進水pH值保持不變的情況下，進水COD濃度越高，pH值變化越劇烈，COD去除率越高，如圖1進水COD濃度為1081mg/L，pH值為6.6，最終出水的pH值為5.3，COD去除率為69.9%，圖2進水COD濃度為1216mg/L，pH值同樣為6.6，但是最終出水的pH值為5.0，COD去除率為71.2%。由此可以得出結(jié)論，反應(yīng)器是在酸性條件下對污染物進行降解的，即pH值在不斷下降，一般情況下，pH值下降越大COD去除越多，但是在反應(yīng)器內(nèi)部并不具有普遍的規(guī)律，如圖1中的1柱pH值降低了0.8，每升溶液中COD的去除量為311mg，而圖2中的1柱pH值降低了1，每升溶液中COD的去除量為190mg。

（2）不同進水COD濃度反應(yīng)器處理效果有一定差異

為了解反應(yīng)器對不同進水COD濃度的反映，確定最佳進水COD濃度，以進水COD值和各柱COD值為縱坐標。

隨著進水COD濃度的降低，反應(yīng)器出水COD濃度也在降低，尤其是當進水COD濃度為877mg/L時，反應(yīng)器的出水COD值達到最低，由此表明，反應(yīng)器比較適應(yīng)處理低濃度的廢水。需要說明的是該處的結(jié)論并不與上述結(jié)論相矛盾，因為此處的實驗并沒有達到理想狀態(tài)（COD去除率達到70%）。

由于本實驗還正在進行，要達到理想狀態(tài)，還需進一步的試驗。因此，在目前狀況下所得出的結(jié)論還是初步結(jié)論，還有許多東西需要進一步實驗。

參考文獻

[1]杜祥琬.中國能源的可持續(xù)發(fā)展之路.求是雜志.2006，22：36～39

[2]顏麗.沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)可行性分析.太陽能.2004，5（5）：12-15

作者簡介：張瀲滟（1984.2.2—），女，漢族，籍貫上海青浦，本科，工作單位：上海綠澄環(huán)保科技有限公司endprint

我國正面臨著巨大的能源壓力，而能源卻在日益耗盡[1]。因此開發(fā)并生產(chǎn)各種可再生能源，替代化石燃料是當今解決能源緊缺的一種有效途徑。廢水能源是一種數(shù)量巨大，永不枯竭的新能源。能使廢棄物變成資源，既能減少環(huán)境污染，也能緩解日益嚴峻的能源緊缺問題。

廢水能源的開發(fā)方式有很多，但最主要的有二種：廢水厭氧消化產(chǎn)沼氣，廢水發(fā)酵產(chǎn)氫氣。

在目前的經(jīng)濟技術(shù)條件下，廢水產(chǎn)沼氣已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化了，我國已經(jīng)有大量的大中型沼氣工程，廢水產(chǎn)沼氣一般COD去除率都能達到80%以上[2]。而沼氣又可以用作能源，因此廢水產(chǎn)沼氣不但是污染物無害化的過程，也能產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。但是沼氣是混合物，燃燒同時可能還會有少量SO2，還是會環(huán)境造成污染，因此還是需要尋找更清潔的燃料。

氫氣是一種十分清潔、高效的能源，而且便于貯存，是最理想的燃料。但是，廢水產(chǎn)氫COD去除率僅為30%左右，低于高效產(chǎn)沼氣。在產(chǎn)氫的過程中，產(chǎn)氫發(fā)酵的有機酸并不能像沼氣發(fā)酵一樣得到進一步利用，隨著有機揮發(fā)酸的積累，抑制了產(chǎn)氫的過程，最終導(dǎo)致產(chǎn)氫無法進行。隨著反應(yīng)的進行，氫氣的增加也會抑制反應(yīng)的進行，廢水產(chǎn)氫在副產(chǎn)物綜合利用方面還很低，因此，有研究者提出廢水產(chǎn)氫與廢水產(chǎn)甲烷結(jié)合在一起，以達到獲得更多的能源和最大的COD去除率。因為產(chǎn)甲烷菌可以利用有機酸，也能利用氫氣，從而能及時消耗一部分氫氣，提高反應(yīng)速率。

我們做了有關(guān)廢水產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷的實驗，由于該實驗要耗費很長時間，因此，我們只做了該實驗的初級階段，在一個3柱式厭氧反應(yīng)器中，前2個柱用來產(chǎn)氫氣，第3個產(chǎn)沼氣，具體的措施是在1、2柱內(nèi)接種氫菌種——取花園土壤若干，放入烘烤箱，在120℃的溫度下烘烤2小時，以殺滅甲烷菌和其他雜菌，保留氫菌種（因氫細菌屬耐高溫細菌）。在3柱進行產(chǎn)沼發(fā)酵培養(yǎng)，方法是柱內(nèi)直接裝入污水處理廠厭氧消化污泥。盡管反應(yīng)器還沒有達到理想狀態(tài)，但是從現(xiàn)已獲得的數(shù)據(jù)來看，實驗結(jié)果還是能夠說明一些問題的。為此，以下將對實驗結(jié)果進行COD與pH值、反應(yīng)器對進水COD濃度的反映等進行方面分析，以便進行下一步的實驗。

（1）各柱進出水COD與pH值之間的關(guān)系

在進水pH值保持不變的情況下，進水COD濃度越高，pH值變化越劇烈，COD去除率越高，如圖1進水COD濃度為1081mg/L，pH值為6.6，最終出水的pH值為5.3，COD去除率為69.9%，圖2進水COD濃度為1216mg/L，pH值同樣為6.6，但是最終出水的pH值為5.0，COD去除率為71.2%。由此可以得出結(jié)論，反應(yīng)器是在酸性條件下對污染物進行降解的，即pH值在不斷下降，一般情況下，pH值下降越大COD去除越多，但是在反應(yīng)器內(nèi)部并不具有普遍的規(guī)律，如圖1中的1柱pH值降低了0.8，每升溶液中COD的去除量為311mg，而圖2中的1柱pH值降低了1，每升溶液中COD的去除量為190mg。

（2）不同進水COD濃度反應(yīng)器處理效果有一定差異

為了解反應(yīng)器對不同進水COD濃度的反映，確定最佳進水COD濃度，以進水COD值和各柱COD值為縱坐標。

隨著進水COD濃度的降低，反應(yīng)器出水COD濃度也在降低，尤其是當進水COD濃度為877mg/L時，反應(yīng)器的出水COD值達到最低，由此表明，反應(yīng)器比較適應(yīng)處理低濃度的廢水。需要說明的是該處的結(jié)論并不與上述結(jié)論相矛盾，因為此處的實驗并沒有達到理想狀態(tài)（COD去除率達到70%）。

由于本實驗還正在進行，要達到理想狀態(tài)，還需進一步的試驗。因此，在目前狀況下所得出的結(jié)論還是初步結(jié)論，還有許多東西需要進一步實驗。

參考文獻

[1]杜祥琬.中國能源的可持續(xù)發(fā)展之路.求是雜志.2006，22：36～39

[2]顏麗.沼氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)可行性分析.太陽能.2004，5（5）：12-15

作者簡介：張瀲滟（1984.2.2—），女，漢族，籍貫上海青浦，本科，工作單位：上海綠澄環(huán)保科技有限公司endprint