[发明专利]连续流超声波光生物制氢反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物制氢反应器，尤其涉及一种连续流超声波光生物制 氢反应器。

背景技术

利用光合细菌制氢被认为是生物制氢最有前途的方式之一(Debabrata Das，et al.Hydrogen production by biological processes：a survey of literature.International Journal of Hydrogen Energy 26(2001)13-28.)。 这主要是因为：光合细菌产氢在理论上具有较高的光化学转化率；它可以避免 氧抑制的问题；该方法具有利用较宽光谱范围的能力；该方法具有去除在废水 处理过程中所产生的有机污染物的能力。

现有技术中，光生物制氢反应器有管式、平板式、搅拌罐式三种类型。平 板式光生物反应器调光能力很强，可以保证有效液层充分受光，增强光能吸收转 换。但上述三种类型均存在菌悬液内细胞膜较厚，细胞膜内的产氢不易从细胞 膜内穿出，菌悬液内的底物不易进入细胞膜内，因此，一直存在产氢率不高的 问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种调光能力强，有效液层受光 充分，而且光合细菌的新陈代谢、生长繁殖能力强，可以连续处理有机废水和 产氢率高的连续流超声波光生物制氢反应器。

本发明提高的连续流超声波光生物制氢反应器包括光源、光源照射的透明 箱体和超声波细胞粉碎机；所述透明箱体的一侧设有进液口，另一侧设有出液 口，顶部设有进气口和出气口；所述超声波细胞粉碎机的变幅杆竖直向下伸进 透明箱体装入的菌悬液内，所述变幅杆与透明箱体的上盖之间气密封。

进一步，所述变幅杆插入透明箱体装入的菌悬液内2cm～3cm。

本发明的有益效果：连续流超声波光生物制氢反应器与现有技术相比具有 如下优点：

1、本发明将平板式反应器和超声波细胞粉碎机相结合，旨在提高降解溶液 内的有机物和提高光合细菌的产氢速率，低强度超声波在介质中传播时，可以 改变细胞膜的通透性，加强物质输送，从而增加细胞的代谢活性和促进有益物质 的生成。同时，超声波在传播过程中，可以减薄传质边界层和加速溶质粒子运 动，提高反应物进入酶或细胞活性部位，促进生成物离开酶活性中心进入液体 媒质的传质扩散过程，从而提高酶活性，促进酶催化反应、提高生物反应的速 度。此外，适宜的低强度超声波作用于细菌时提高了细胞膜和细胞壁的通透性， 从而提高细菌的新陈代谢功能，促进了细菌的生长。

2、本发明采用低强度超声波技术提高细菌的新陈代谢功能，促进了细菌的 生长，增加了菌体生长繁殖的能力，减少了细菌悬浮培养方式下菌种的流失问 题，加强了光合细菌连续处理有机废水的能力，提高了光合细菌的产氢性能。

3、本发明的连续流超声波光生物制氢反应器具有成本低，操作方便，便于 清洗，反应器占地面积小，单位体积产氢率高等优点，因此本发明所述的连续 流超声波光生物制氢反应器可广泛应用于环保、能源、食品、饲料等行业，具 有良好的应用前景。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

附图中的附图标记所代表的结构如下：

1-光源  2-透明箱体  3-进液口  4-出夜口  5-进气口  6-出气口 7-超声波细胞粉碎机  8-变幅杆  9-上盖  10-控制主机  11-换能器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

附图为本发明的结构示意图，如图所示：连续流超声波光生物制氢反应器 包括光源1、光源1照射的透明箱体2和超声波细胞粉碎机7。透明箱体2的底 部设有进液口3，与进液口3相对的另一侧设有出液口4，出液口4的高度高于 进液口3，透明箱体2的顶部的上盖9上设有进气口5和出气口6。超声波细胞 粉碎机7包括控制主机10、换能器11和变幅杆8，因超声波细胞粉碎机7的结 构为现有技术，故不在此累述。变幅杆8的底端竖直向下伸进透明箱体2内并 插入透明箱体2装入的菌悬液内2cm～3cm。变幅杆8与上盖9上的安装孔之间 通过密封圈和密封胶密封。