本技术涉及微生物发酵制氢，特别是涉及一种联合发酵生物制氢一体化反应装置。
背景技术：
1、能源是社会发展不可替代的基石，其中氢能作为实现“碳达峰”和“碳中和”的重要途径，具有原料丰富、高热值、产物无污染、高能量密度等无可替代的优点，被称为21世纪的“终极能源”。而“绿氢”是通过电能、太阳能、生物质能等可再生能源来产生氢气，不仅可以实现零碳排，还能降低能源浪费，与生态文明建设和可持续发展需求相符。在绿氢中，生物制氢反应条件温和、生物质能来源广泛、产氢效能稳定，对环境友好，是氢能生产的重要方式之一。
2、生物制氢主要有光发酵和暗发酵方式，但是单一方式制氢的产氢效能均不高。目前，由于生物制氢主要在起步阶段，还无法满足工业化生产的要求，因此，开发一种高效产氢装置成为突破生物产氢技术一大研究热点问题和关键。
3、现有专利文献（申请号：cn201510552309.6）公开了一种暗发酵光合作用联合产氢装置及其产氢方法，虽然其公开了暗发酵和光发酵的联合制氢机制，但该暗发酵光合作用联合产氢装置存在物料混合不均的缺点。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种联合发酵生物制氢一体化反应装置，能够使物料与暗、光发酵制氢细菌更加充分接触，实现暗发酵反应阶段和光发酵反应阶段的高效协同制氢，提高氢气总产量，并且整体结构紧凑。
2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种联合发酵生物制氢一体化反应装置，包括：
3、暗发酵反应单元，暗发酵反应单元包括暗发酵容器，暗发酵容器上设有暗发酵进料调控口、暗发酵出料调控口以及暗发酵出气调控口；
4、光发酵反应单元，光发酵反应单元包括光发酵容器和发光组件，光发酵容器上设有光发酵进料调控口、光发酵出料调控口以及光发酵出气调控口，发光组件位于光发酵容器内；光发酵进料调控口直接或间接连通于暗发酵出料调控口；
5、匀料搅拌系统，匀料搅拌系统包括转轴，转轴可转动地密封穿设于暗发酵容器和光发酵容器，转轴上设有暗发酵生物膜板、暗发酵搅拌件、光发酵生物膜板以及光发酵搅拌件，暗发酵生物膜板和暗发酵搅拌件均位于暗发酵容器内，光发酵生物膜板和光发酵搅拌件均位于光发酵容器内；所述暗发酵生物膜板用于附着暗发酵制氢细菌，以将暗发酵容器内的大分子有机物分解成小分子有机酸和氢气；所述光发酵生物膜板用于附着光发酵制氢细菌，以使光发酵容器利用暗发酵容器所产生的小分子有机酸产生氢气；
6、温控系统，温控系统用于分别控制暗发酵容器的暗发酵反应温度和光发酵容器的光发酵反应温度；
7、集氢系统，集氢系统用于分别连通暗发酵出气调控口和光发酵出气调控口。
8、进一步的，所述温控系统包括两个温控器，其中一个温控器设于暗发酵容器，另一个温控器设于光发酵容器。
9、进一步的，所述温控器包括温控器本体，温控器本体上设有加热棒和温度数显表。
10、进一步的，所述暗发酵搅拌件或光发酵搅拌件为搅拌叶片。
11、进一步的，所述暗发酵搅拌件位于暗发酵容器的内腔底部，或所述光发酵搅拌件位于光发酵容器的内腔底部。
12、进一步的，所述发光组件包括光源限位器以及被光源限位器约束的光源棒。
13、进一步的，所述发光组件的数量为多个，所有发光组件位于光发酵生物膜板的外围处且以转轴的轴线为圆心线呈圆周阵列。
14、进一步的，所述暗发酵容器和所述光发酵容器均呈密闭圆筒结构，暗发酵容器和光发酵容器同轴布置，暗发酵容器的直径小于光发酵容器的直径，暗发酵容器密封穿设于光发酵容器的顶壁以使自身的一部分结构位于光发酵容器内腔中。
15、进一步的，所述暗发酵生物膜板的数量和光发酵生物膜板的数量均为多个，并且所述暗发酵生物膜板和光发酵生物膜板上下同轴布置。
16、进一步的，所述暗发酵进料调控口和暗发酵出料调控口均设于暗发酵容器的侧壁，所述暗发酵出气调控口设于暗发酵容器的顶壁；所述光发酵进料调控口和光发酵出料调控口均设于光发酵容器的侧壁，所述光发酵出气调控口设于光发酵容器的顶壁。
17、如上所述，本实用新型的联合发酵生物制氢一体化反应装置，具有以下有益效果：本实用新型的联合发酵生物制氢一体化反应装置利用暗—光耦合联合发酵的方式，暗发酵容器内的暗发酵制氢细菌能将物料中的大分子有机物通过暗发酵反应分解成小分子有机酸和氢气，光发酵容器内的光发酵制氢细菌可在固氮酶的催化下，将暗发酵反应阶段产生的小分子有机酸作为电子供体进行生长代谢并产生氢气，这样可充分利用暗、光发酵制氢细菌的优势和互补协同作用。具体的，联合发酵生物制氢一体化反应装置主要由暗发酵反应单元与光发酵反应单元这两个单元集成。前者利用附着在暗发酵生物膜板上的暗发酵制氢细菌将进料中的大分子有机物转化为小分子有机酸和氢气，氢气通过暗发酵出气调控口进行收集；后者将暗发酵反应单元中的出料进行处理后通过附着在光发酵生物膜板上的光发酵制氢细菌在稳定光源照射下将小分子有机酸进一步分解并产生氢气，氢气通过光发酵出气调控口进行收集。联合发酵生物制氢一体化反应装置的主要创新点在于匀料搅拌系统，即暗发酵反应单元和光发酵反应单元共同一个匀料搅拌系统，匀料搅拌系统的转轴可转动地密封穿设于暗发酵容器和光发酵容器。当转轴旋转时，暗发酵生物膜板、暗发酵搅拌件、光发酵生物膜板以及光发酵搅拌件同步转动，暗发酵搅拌件能够使物料更加均匀并且与暗发酵制氢细菌充分接触，能提高氢气的产量，光发酵搅拌件能够使物料更加均匀并且与光发酵制氢细菌充分接触，也能提高氢气的产量。与此同时，温控系统可实时控制暗发酵容器的暗发酵反应温度和光发酵容器的光发酵反应温度。故联合发酵生物制氢一体化反应装置可实现暗、光发酵同步进行、上下游协作以及高效产氢的功能，解决了现有生物制氢反应装置整体结构庞大且产氢效率低下的问题。
1.一种联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述温控系统（4）包括两个温控器（41），其中一个温控器（41）设于暗发酵容器（11），另一个温控器（41）设于光发酵容器（21）。
3.根据权利要求2所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述温控器（41）包括温控器本体，温控器本体上设有加热棒和温度数显表。
4.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述暗发酵搅拌件（33）或光发酵搅拌件（35）为搅拌叶片。
5.根据权利要求4所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述暗发酵搅拌件（33）位于暗发酵容器（11）的内腔底部，或所述光发酵搅拌件（35）位于光发酵容器（21）的内腔底部。
6.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述发光组件（25）包括光源限位器（251）以及被光源限位器（251）约束的光源棒（252）。
7.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述发光组件（25）的数量为多个，所有发光组件（25）位于光发酵生物膜板（34）的外围处且以转轴（31）的轴线为圆心线呈圆周阵列。
8.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述暗发酵容器（11）和所述光发酵容器（21）均呈密闭圆筒结构，暗发酵容器（11）和光发酵容器（21）同轴布置，暗发酵容器（11）的直径小于光发酵容器（21）的直径，暗发酵容器（11）密封穿设于光发酵容器（21）的顶壁以使自身的一部分结构位于光发酵容器（21）内腔中。
9.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述暗发酵生物膜板（32）的数量和光发酵生物膜板（34）的数量均为多个，并且所述暗发酵生物膜板（32）和光发酵生物膜板（34）上下同轴布置。
10.根据权利要求1所述的联合发酵生物制氢一体化反应装置，其特征在于：所述暗发酵进料调控口（12）和暗发酵出料调控口（13）均设于暗发酵容器（11）的侧壁，所述暗发酵出气调控口（14）设于暗发酵容器（11）的顶壁；所述光发酵进料调控口（22）和光发酵出料调控口（23）均设于光发酵容器（21）的侧壁，所述光发酵出气调控口（24）设于光发酵容器（21）的顶壁。
