本發(fā)明公開了一種高效生物膜光生物反應(yīng)器在線測量方法，步驟如下：第一個階段是將光合細(xì)菌菌懸液采用閉式循環(huán)的方式通入反應(yīng)器，流速控制在60～120 mL/h，液相溫度為30 ℃，pH值為7.0，待光合細(xì)菌菌懸液充滿反應(yīng)器箱體后繼續(xù)運(yùn)行6～10 h，然后靜置24～36 h；第二個階段是采用連續(xù)流動培養(yǎng)的方式，向反應(yīng)器箱體內(nèi)連續(xù)地通入pH為7.0新鮮培養(yǎng)基，流速在60～120 mL/h，溫度在30 ℃；培養(yǎng)基的廢液通過氣體收集瓶后直接排出反應(yīng)器系統(tǒng)。本發(fā)明采用了生物量濃度、pH和氫濃度在線測量的傳感器；可根據(jù)傳感器的實(shí)時測量結(jié)果，對反應(yīng)器內(nèi)生物膜厚度和pH進(jìn)行調(diào)控；調(diào)控后的生物膜反應(yīng)器產(chǎn)氫速率提高。

1.生物膜光生物反應(yīng)器在線測量方法，其特征在于，該在線測量方法中采用了一種在線測量系統(tǒng)，該在線測量系統(tǒng)包括生物膜光生物反應(yīng)器系統(tǒng)，生物量濃度、生物膜厚度傳感系統(tǒng)，F(xiàn)BG溫度傳感系統(tǒng)，氫濃度和PH傳感系統(tǒng)；所述生物膜光生物反應(yīng)器系統(tǒng)包括光生物反應(yīng)器、反應(yīng)器光源（7）、蠕動泵Ⅰ（4）、恒溫水浴Ⅰ（1）、培養(yǎng)基儲液瓶（3）、氣體收集瓶（13）、氣液分離瓶（10）和反應(yīng)器內(nèi)液相pH調(diào)節(jié)旁路；所述光生物反應(yīng)器包括受光板（5）、空芯光纖（6）、折流板（40）、反應(yīng)器固定板（42）、反應(yīng)器箱體（41）和反應(yīng)器搖擺支架（9）；所述反應(yīng)器箱體（41）為圓柱形并由透明的有機(jī)玻璃制成，所述反應(yīng)器箱體（41）的一端固定在受光板（5）上并與反應(yīng)器光源（7）對應(yīng)，所述反應(yīng)器箱體（41）的另一端固定在折流板（40）的一側(cè)上，所述反應(yīng)器固定板（42）設(shè)置在折流板（40）的外側(cè)，在折流板（40）的另一側(cè)與反應(yīng)器固定板（42）之間設(shè)置培養(yǎng)基儲存腔（43），所述折流板（40）上設(shè)有多個通孔，所述培養(yǎng)基儲存腔（43）通過通孔與反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)相通，在反應(yīng)器固定板（42）上設(shè)有培養(yǎng)基入液口（44）和多個傳感器安裝口Ⅰ（45），所述培養(yǎng)基入液口（44）與培養(yǎng)基儲存腔（43）內(nèi)連通，所述受光板（5）上設(shè)有與反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)相通的出液口（46）；所述反應(yīng)器搖擺支架（9）設(shè)置在反應(yīng)器箱體（41）的下方，反應(yīng)器搖擺支架（9）和反應(yīng)器箱體（41）之間設(shè)置彈簧（57），所述反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)均布設(shè)置多根沿反應(yīng)器箱體（41）的軸向設(shè)置的空芯光纖（6）；所述反應(yīng)器箱體（41）上設(shè)置傳感器安裝口Ⅱ（47）和均布設(shè)置數(shù)個PH調(diào)節(jié)通道（48）；所述培養(yǎng)基儲液瓶（3）設(shè)置在恒溫水浴Ⅰ（1）中，所述蠕動泵Ⅰ（4）的進(jìn)口通過管路與培養(yǎng)基儲液瓶（3）內(nèi)連通，所述蠕動泵Ⅰ（4）的出口通過管路與培養(yǎng)基入液口（44）連通；所述反應(yīng)器內(nèi)液相pH調(diào)節(jié)旁路包括恒溫水浴Ⅱ（49）、氫氧化鈉儲液瓶（50）、蠕動泵Ⅱ（51）和分流器（16），所述氫氧化鈉儲液瓶（50）設(shè)置在恒溫水浴Ⅱ（49）中，所述蠕動泵Ⅱ（51）的進(jìn)口通過管路與氫氧化鈉儲液瓶（50）內(nèi)連通，所述蠕動泵Ⅱ（51）的出口通過管路與分流器（16）的進(jìn)口連接，所述分流器（16）的出口分別通過管路與數(shù)個PH調(diào)節(jié)通道（48）一一對應(yīng)連通；所述出液口（46）通過管路與氣液分離瓶（10）的進(jìn)口連通，所述氣液分離瓶（10）的出口通過管路分別與氣體收集瓶（13）連接和培養(yǎng)基儲液瓶（3）連接，在靠近氣體收集瓶（13）的管路上設(shè)置開關(guān)閥Ⅰ（12），在靠近培養(yǎng)基儲液瓶（3）的管路上設(shè)置開關(guān)閥Ⅱ（11）；所述生物量濃度、生物膜厚度傳感系統(tǒng)包括光纖光源（25）、濾光片（26）、多模光纖（27）、光分路器（28）、光耦合器（29）、生物量濃度傳感探頭（30）、生物膜厚度傳感器（34）、光纖光譜儀（31）、計算機(jī)Ⅱ（24-2）和光功率計（35）；所述生物量濃度傳感探頭（30）采用反射式光纖傳感探頭，所述反射式光纖傳感探頭安裝在傳感器安裝口Ⅱ（47）內(nèi)；所述光纖光源（25）發(fā)出的光經(jīng)過濾光片（26）進(jìn)入多模光纖（27），多模光纖（27）與光分路器（28）連接，所述光分路器（28）輸出的一路光線通過多模光纖與光耦合器（29）連接，所述光耦合器（29）的出光口通過多模光纖與反射式光纖傳感探頭連接，所述光耦合器（29）的反射光出口通過多模光纖與光纖光譜儀（31）相連，光纖光譜儀（31）與計算機(jī)Ⅱ（24-2）相連；所述生物膜厚度傳感器（34）包括倏逝波傳感臂（52）和參考臂（53），所述倏逝波傳感臂（52）由多模石英光纖在其一側(cè)腐蝕一段凹槽制成，所述參考臂（53）由多模石英光纖在其一側(cè)腐蝕一段凹槽并在凹槽內(nèi)設(shè)置聚四氟乙烯濾膜制成；所述倏逝波傳感臂（52）為多根并設(shè)置在反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)，所述參考臂（53）設(shè)置在反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)，倏逝波傳感臂（52）和參考臂（53）的一端伸出受光板（5），倏逝波傳感臂（52）和參考臂（53）的另一端穿過折流板（40）和培養(yǎng)基儲存腔（43）并伸出反應(yīng)器固定板（42）；所述倏逝波傳感臂（52)的兩端分別連接光纖連接器ⅠA（32-1）和光纖連接器ⅠB（32-2），參考臂（53）的兩端分別與光纖連接器ⅠA（32-1）和光纖連接器ⅠB（32-2）相連；所述光分路器（28）輸出的另一路光線依次通過多模光纖、光纖連接器ⅡB（54-2）和光纖耦合器B（33-2）與靠近反應(yīng)器固定板（42）的光纖連接器ⅠB（32-2）連接；靠近受光板（5）的光纖連接器ⅠA（32-1）依次通過光纖耦合器A（33-1）、光纖連接器ⅡA（54-1）和多模光纖與光功率計（35）連接，所述光功率計（35）與計算機(jī)Ⅱ（24-2）連接；所述FBG溫度傳感系統(tǒng)包括FBG光源（36）、單模光纖Ⅰ（55）、光纖隔離器A（56-1）、光纖隔離器B（56-2）、3dB耦合器（37）、溫度傳感器單元（38）和光纖光柵解調(diào)儀（39）；所述溫度傳感器單元（38）采用光纖Bragg光柵，所述單模光纖Ⅰ（55）沿反應(yīng)器箱體（41）的軸向設(shè)置，其一端伸出穿過折流板（40）和培養(yǎng)基儲存腔（43）并伸出反應(yīng)器固定板（42）與3dB耦合器（37）連接，在單模光纖Ⅰ（55）上均布設(shè)有多個光纖Bragg光柵，所述FBG光源（36）的出光口通過光纖隔離器A（56-1）和單模光纖Ⅱ與3dB耦合器（37）的入光口連接，所述3dB耦合器（37）的反射光出口通過單模光纖Ⅱ和光纖隔離器B（56-2）與光纖光柵解調(diào)儀（39）連接，光纖光柵解調(diào)儀（39）與計算機(jī)Ⅱ（24-2）連接；所述氫濃度和PH傳感系統(tǒng)包括H₂電極（18）、pH參考電極（19）、pH電極（20）、氫電極信號轉(zhuǎn)換器（21）、pH電極信號轉(zhuǎn)換器（22）、皮安表主機(jī)（23）和計算機(jī)Ⅰ（24-1）；所述H₂電極（18）、pH參考電極（19）和pH電極（20）均插入氣液分離瓶（10）內(nèi)，H₂電極（18）的位置高于pH參考電極（19）和pH電極（20）的位置，所述H₂電極（18）與氫電極信號轉(zhuǎn)換器（21）連接，所述pH參考電極（19）和pH電極（20）與pH電極信號轉(zhuǎn)換器（22）連接，所述氫電極信號轉(zhuǎn)換器（21）和pH電極信號轉(zhuǎn)換器（22）與計算機(jī)Ⅰ（24-1）連接；該在線測量方法包括如下步驟：1）首先向培養(yǎng)基儲液瓶（3）內(nèi)注入接種好的光合細(xì)菌菌懸液，向氫氧化鈉儲液瓶（50）內(nèi)注入氫氧化鈉溶液，關(guān)閉開關(guān)閥Ⅰ（12），開啟開關(guān)閥Ⅱ（11）；然后開啟蠕動泵Ⅰ（4），通過蠕動泵Ⅰ（4）向培養(yǎng)基儲存腔（43）內(nèi)通入光合細(xì)菌菌懸液，培養(yǎng)基儲存腔（43）內(nèi)的光合細(xì)菌菌懸液通過折流板（40）上的通孔流向反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)，反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)光合細(xì)菌菌懸液再通過出液口（46）和氣液分離瓶（10）流回培養(yǎng)基儲液瓶（3），使系統(tǒng)處于第一個階段；第一個階段是將接種好的光合細(xì)菌菌懸液采用閉式循環(huán)的方式通入反應(yīng)器，光合細(xì)菌菌懸液的流速控制在60～120?mL/h，反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)的液相溫度為30?℃，接種前培養(yǎng)基的碳源濃度為9～15?g/L?mM；通過蠕動泵Ⅱ（51）向反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)均勻的注入氫氧化鈉溶液，通過pH參考電極（19）和pH電極（20）檢測pH值，使反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)的光合細(xì)菌菌懸液的pH值為7.0，待光合細(xì)菌菌懸液充滿反應(yīng)器箱體（41）后繼續(xù)運(yùn)行6～10?h，然后靜置24～36?h；2）向培養(yǎng)基儲液瓶（3）內(nèi)注入培養(yǎng)基，關(guān)閉開關(guān)閥Ⅱ（11），開啟開關(guān)閥Ⅰ（12），使系統(tǒng)運(yùn)行第二個階段；第二個階段是采用連續(xù)流動培養(yǎng)的方式，向反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)連續(xù)地通入pH為7.0新鮮培養(yǎng)基，培養(yǎng)基流速維持在60～120?mL/h，流入反應(yīng)器箱體（41）內(nèi)的培養(yǎng)基溫度維持在30?℃；培養(yǎng)基的廢液通過氣體收集瓶（13）后直接排出反應(yīng)器系統(tǒng)。