高效产氢菌的筛选与污泥减量的可行性分析

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1、湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：毒寻衫日期：力。辟f月／o日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制

2、手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密口。作者签名：痊亨彰日期：砷释妇p日导师签名：李小咽醐m分年^』硕士学位论文第1章绪论进入二十一世纪，能源的匮乏和环境的污染是人类所面临的两大难题。【ll由于人类无止境的开采、挖掘，使得人类赖以生存的能源资源正在日益减少，而作为主要能源的煤、石油等的储量也日益枯竭。从目前探明的石油储量来看，世界石油的开采时间也不过只有几十年。与此同时，传统的能源结构和大量的能源消耗，又造成对人类生存环境的严重污染。因此，人们在不断的寻求新的清洁能源来替代传统能源。令人欣慰的是科学家发现氢是一种非常理想的能源，它以水的形式大

3、量存在于地球上，储量十分丰富。氢气在燃烧时只生成水，水又可以参与自然循环，而且氢气的热值高，最高达3042cals／m3，热转化率也很高。它最有希望成为2l世纪人类所企求的清洁能源，人们对氢能的开发应用寄于极大的热诚和希望。目前制氢的方法很多，如煤、焦碳气化制氢，天然气或石油产品转化制氢太阳能制氢、水分解法制氢、水电解制氢、水煤气转化制氢及甲烷裂解制氢以及各种工业生产的尾气回收或氯碱工厂的副产氢等。这些方法有的要消耗大量的电能，有的则需利用大量的天然气、煤和石油等化工燃料。按照未来清洁能源的要求，尤其是改善生态环境的要求以及制氢成本等进行选择，上述方法可能还没有一种制氢方法能被人们认为是“满

4、意"的符合要求的方法。研究开发环保、高效的产氢技术一直是国内外科研人员努力追求的方向。目前研究发现有几种潜在的制氢方法包括热化学制氢、光催化作用制氢、生物制氢等方法。对于热化学制氢目前正在实验室试验阶段，而光催化作用制氢，科学家们正努力寻找合适的光、催化剂。生物制氢是目前研究进展最快并很有希望进行规模化生产的～种制氢方法。由于其使用的原料低廉，生产过程清洁、节能且不消耗矿物资源，正越来越受到人们的关注。与此同时，在污水处理中产生的大量剩余污泥，与别的可再生生物质不同，废水剩余污泥如果不做无害化处理，会给环境带来污染。目前常用的剩余污泥处理法有焚烧法、填埋法、土地利用等方法，这些方法都对生态环

5、境和人类健康具有长期潜在的危害性。合理地处置、处理、资源化利用污泥，已经成为城市经济发展和可持续性发展的一个重大问题。然而，城市废水剩余污泥又是一种重要的可再生生物质，可以用来产生氢气。利用污泥来制取氢，不仅可以解决污泥的环境污染问题，还可高效产氢菌的筛选及污泥减量的可行性研究以产生氢气，缓解能源危机。这是一举两得的事情。1．1研究及选题背景环境保护是我国的一项基本国策。但是随着我国工农业经济的迅速发展，水环境污染问题，尤其是城市生活污水和工业废水的排放日益突出。根据2002年中国环保总局的全国环境统计公报，2002年全国废水排放总量为439．5亿吨，比上年增加1．5％。其中工业废水排放量2

6、07．2亿吨，占废水排放总量的47．1％；城镇生活污水排放量232．3亿吨，占废水排放总量的52．9％。另据国家环保总局提供的数字，目前全国共建设城市污水处理厂452座，其中二、三级污水处理厂307座，城市污水处理率虽已经达到36．5％，但还是远远低于发达国家水平。这就是说，有将近l60亿吨城市生活污水未任何处理直接排放到了河流湖泊，污染着我们赖以生存的水环境。按照“十五"计划要求，到2005年，全国城市污水处理率要达到45％，50万以上人VI城市的污水处理率达到60％以上【11。因此，为了实现可持续发展的战略目标，中国将在今后的数十年内加大对环保领域的投入。就城市水环境污染而言，大批的污水

7、处理厂正在建设或者已经投入使用。我国的城市污水处理厂普遍采用的是以传统活性污泥法为主的生物处理工艺。因此，污水厂的正常运行过程中会产生大量的剩余污泥，据不完全统计，2001年我国共排放227．7亿吨生活污水，其中约有42．2亿吨的生活污水被集中在城市污水厂处理。若处理每吨污水的污泥产率按千分之1．5～2．0计算，则共产生约55～l06万吨干污泥12l预计到20l0年，我国城市污水厂的湿污泥产量将超过2000万