[實用新型]一種在線測試厭氧條件下廢水生物產氫量的裝置

有效

• 申請號: 201720227512.0
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN206886793U
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 柯景詩
• 申請（專利權）人: 高科環保工程集團有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;G01D21/02
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司35205
• 代理人: 孫振玲

技術領域

本實用新型涉及產氫量的檢測設備技術領域，具體涉及的是一種在線測試厭氧條件下廢水生物產氫量的裝置。

背景技術

目前人們在對新能源的研究中，清潔、高效、廉價的氫一直是研究者追求的目標。氫是一種理想的清潔能源，它熱值高，高達3042cal/m³，熱轉化率也高，而且能量密度很高，是普通汽油的3倍，這意味著燃料的自重可減輕2/3。

制氫技術主要有物化法和生物法，物化法包括水電解法、甲烷裂解法和水煤氣轉化法等；生物制氫主要有光合制氫和厭氧發酵制氫。物化法存在著耗能大、效率低等問題，生物制氫技術與之相比具有清潔、節能和不消耗礦物資源等突出優點。特別是利用有機廢水生物發酵制氫的方法，不僅解決了有機廢水處理的難題，還產出清潔能源，是一種變廢為寶的新型廢水生物處理技術。

然而氫氣由于其無色、無味、密度小等特點，很難用直觀的方式監測其含量，目前監測生物發酵產氫濃度的主要方法是氣相色譜法，但色譜法無法連續監測氫氣濃度，同時使用的色譜柱為需要定時維護或更換的耗材，長期使用成本較高。因此，需開發一種可連續監測有機廢水生物厭氧產氫量的裝置(系統)，在實現在線監測產氫量的同時降低成本。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種在線測試厭氧條件下廢水生物產氫量的裝置，裝置的使用成本較低，且能夠實現在線監測厭氧條件下有機廢水生物的產氫量。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種在線測試厭氧條件下廢水生物產氫量的裝置，包括厭氧發酵池、混氣罐、還原箱以及冷卻罐，所述厭氧發酵池的出氣口處安裝有用于監控單位時間內氣體流量的流量計，所述厭氧發酵池通過至少一條氣體輸送管道與所述混氣罐密封連接，所述混氣罐通過混氣輸送管道與所述還原箱密封連接，所述混氣輸送管道上安裝有用于控制進入所述還原箱的氣體流量的混氣流量閥，所述還原箱內沿著氣體的流動方向設置有多層可供氣體穿過的氧化銅網，所述還原箱上設置有加熱裝置，所述還原箱的下方設置有一用于測量所述氧化銅網總質量變化的電子秤，所述電子秤連接有數據輸出終端，所述還原箱通過還原氣體輸送管道與所述冷卻罐密封連接，所述冷卻罐通過冷卻氣體輸送管道與所述厭氧發酵池密封連接。

所述混氣罐內設置有攪拌漿。

所述氣體輸送管道有兩條，每條所述氣體輸送管道設置在所述厭氧發酵池的不同高度處，每條所述氣體輸送管道上分別安裝有用于控制進入所述混氣罐內的氣體流量的氣體流量閥。

所述還原箱包括箱體和位于所述箱體內的框架，所述框架的形狀與所述箱體的外形相適應，各層所述氧化銅網的端部固定在所述框架上，所述箱體的底部設置有多條支腳，各條所述支腳搭載在所述電子秤上。

所述加熱裝置為電阻絲和/或紅外燈管。

所述還原氣體輸送管道上安裝有排氣閥，所述冷卻氣體輸送管道上也安裝有排氣閥。

所述數據輸出終端為計算機。

所述冷卻罐的底部設置有排水閥門。

利用該在線測試厭氧條件下廢水生物產氫量的裝置測試產氫量的方法，包括以下步驟：

(1)在已加入厭氧發酵產氫細菌的厭氧發酵池內通入有機廢水，打開還原箱內的加熱裝置，使得還原箱內的溫度高于200℃且低于500℃，厭氧發酵池內產生CO₂、H₂、CH₄等混合氣體；

(2)在所述厭氧發酵池內產生的混合氣體通過氣體輸送管道進入混氣罐，經過混氣罐混合均勻后，通過混氣輸送管道進入還原箱，由混氣輸送管道上的混氣流量閥控制單位時間內進入還原箱內的氣體流量；

(3)混合氣體在還原箱內經過各層氧化銅網，氧化銅網的氧化銅成分被混合氣體中的H₂還原為銅，并由電子秤測量得到氧化銅網的總質量減少量a，反應過程中生成的水在所述還原箱內汽化；

(4)經過所述還原箱后的剩下的混合氣體通過還原氣體輸送管道進入冷卻罐，通過在所述冷卻罐內進行熱交換，使得剩下的混合氣體降至室溫，通過冷卻氣體輸送管道重新回到所述厭氧發酵池內并經過出氣口上的流量計，由流量計的讀數b計算得到剩下的混合氣體量為b×時間；