国内外污泥厌氧消化产氢的研究

在生物制氢系统中，厌氧发酵制氢系统具有显著的优势，有望发展成为可工业化应用的生物制氢系统。目前，生物产氢工艺的不足之处在于氢气产量低，一般只有理论氢转化率的20%～30%。一般来讲，只有当氢转化率达到60%～80%时才能认定为是一种经济可行的生物产氢技术。通过降低氢分压、优化生物制氢反应器的设计以及基因工程，可以明显提高厌氧发酵系统的产氢量。例如，通过喷射氩气或氮气将顶空抽成真空，可快速排出和分离气体，以降低氢分压。但是过度的喷射将会稀释氢，同时增加了氢的分离纯化难度。膜技术是一种有效地排除和纯化氢的方法，无论是在厌氧系统还是好氧系统中使用聚乙烯三甲基硅烷膜（PVTMS）来生产高纯氢气，均可以取得良好的效果。通过采用细胞固定化措施如固定床、添加载体或自絮凝等，再通过采用膜滤系统来维持较低的氢分压，进行反应器优化，就能够提高产氢量。

目前，国际上有关厌氧反应器的研发已进入一个相对平稳的阶段，研究的主要方向还是着眼于对现有反应器的改进。从美国专利局公布的有关厌氧反应器的发明专利来看，反应器的研究主要着眼于固液分离效果的提高，延长反应器内物料的停留时间等。另外，还需要转变构建厌氧反应器的理念，创造更加和谐的厌氧生物反应环境条件，比如通过利用环境仿生学技术，开发低能高效仿生反应器是未来厌氧反应器的一个发展趋势。