一种醋糟的厌氧发酵方法技术

本发明专利技术公开了一种醋糟的厌氧发酵方法，方法包括以下步骤：(1)添加醋糟驯化高效厌氧活性污泥；(2)采用醋糟与猪粪混合厌氧发酵；(3)对醋糟与猪粪配比进行优化；(4)在最优配比条件下逐级增大负荷，以滤渣回流方式进行厌氧发酵过程。本发明专利技术主要针对醋糟作为食醋产业的废弃物，具有难降解、酸度高等问题，通过添加醋糟驯化高效厌氧活性污泥，同时与猪粪进行混合厌氧发酵改善单相体系易酸化问题，促进醋糟的厌氧消化进程，使发酵体系稳定高效的运行。

Anaerobic Fermentation of Vinegar Grains

The invention discloses an anaerobic fermentation method of vinegar grains, which comprises the following steps: (1) adding vinegar grains to domesticate high-efficiency anaerobic activated sludge; (2) mixing Vinegar Grains with pig manure for anaerobic fermentation; (3) optimizing the ratio of Vinegar Grains to pig manure; (4) increasing the load step by step under the optimum ratio condition, and then carrying out anaerobic fermentation process by reflux of filter residue. The invention mainly aims at the problem of Vinegar Grains as waste of vinegar industry, which is difficult to degrade and has high acidity. By domesticating high-efficiency anaerobic activated sludge with Vinegar Grains and mixing anaerobic fermentation with pig manure, the acidification of single-phase system can be improved, the anaerobic digestion process of vinegar grains can be promoted, and the stable and efficient operation of the fermentation system can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种醋糟的厌氧发酵方法
本专利技术属于农业废弃物厌氧发酵
，具体涉及一种醋糟的厌氧发酵方法。
技术介绍
醋糟是醋制品的发酵副产品，全国年产量超过600万吨，其具有高纤维含量(25.78％(干基))，低蛋白质含量(12.79％(干基))及高有机酸含量等特点，具有一定的难降解性。上述特点使得醋糟的单相厌氧发酵过程中容易出现酸抑制致使产甲烷过程受到严重的限制。
技术实现思路
针对醋糟单相厌氧发酵技术的不足，本专利技术引入一种醋糟的厌氧发酵方法，可有效地稳定发酵体系，提高甲烷产量的问题。为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：一种醋糟的厌氧发酵方法，包括以下步骤：(1)将厌氧活性污泥内添加适量新鲜醋糟及产甲烷菌促进剂，在中温条件下进行厌氧发酵过程，以此筛选和优化体系中的高效菌种。发酵体系的初始TS控制3％～4％，初始pH控制在7.3～7.8。最终体系甲烷含量达到65％以上即驯化成功。(2)取(1)驯化成功的厌氧活性污泥取出作为接种物，接种于醋糟与猪粪混合体系中，其中醋糟与猪粪的质量比分别为1:3，1:1及3:1。体系的VS配比控制在猪粪50％～75％，醋糟25％～50％，体系的TS控制在10％～20％。(3)根据步骤(2)，参考产甲烷量筛选3:1为最优混合配比，中温条件下进行逐步梯度升高负荷，滤渣回流的方式进行醋糟与猪粪的混合厌氧发酵，发酵过程中甲烷含量低于55％时，适当添加产甲烷促进剂以保证体系的稳定高效运行。(4)步骤(3)所得沼气经过气体净化及CO2吸附等处理作为天然气；所得沼液添加适量的元素作为生物有机肥。进一步地，所述步骤(1)中醋糟的采用逐步增量的方式进行添加。进一步地，所述步骤(1)中pH的控制采用添加猪粪进行调控，不添加化学试剂。进一步地，所述步骤(1)和(3)中甲烷促进剂为液态复合生物制剂，主要成分为产甲烷菌，中温互营乙酸氧化菌，中温互营丙酸氧化菌，中温互营丁酸氧化菌，微量元素及维生素。其中，产甲烷菌包括但不限于methanimicrococcus、methanococcoides、methanohalobium、halomethanococcus、methanocella、methanolinea、methanocalculus、methanospirillum、methanocorpusculum等，可将所述菌属单独使用或是采用混合菌属。中温互营乙酸氧化菌包含但不限于SAOBClostridiumultunense、Thermacetogeniumphaeum、TepidanaerobacteracetatoxydansRe1、Thermoanaerobacteraceae和Thermotogalettingae等，可将所述菌属单独使用或是采用混合菌属。中温互营丙酸氧化菌包含但不限于Smithellapropionica、Syntrophobacterfumaroxidans和Pelotomaculumthermopropionicum等，可将所述菌属单独使用或是采用混合菌属。中温互营丁酸氧化菌包含但不限于Syntrophomonaswolfeisubsp.Methylbutyraticasubsp、Syntrophomonascellicola、Syntrophomonaserecta、Syntrophomonaserectasubsp.sporosyntrophasubsp、Syntrophomonassapovorans和Syntrophomonaspalpitatica等，可将所述菌属单独使用或是采用混合菌属。微量元素为含铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、钨(W)和硒(Se)的化合物，包括但不局限硫酸亚铁、氯化钴、氯化镍、钼酸钠、钨酸钠和硒酸钠。维生素为含烟酸、对氨基苯甲酸、维生素B6(包含但不限于吡哆素)、维生素B7(包含但不限于生物素)、叶酸、维生素B2(包含但不限于核黄素)、硫胺素。进一步地，所述步骤(1)和(3)中温度为35±2℃。进一步地，所述步骤(3)中厌氧发酵有效体积为70％～80％。本专利技术的有益效果为：(1)厌氧活性污泥通过添加新鲜醋糟及产甲烷促进剂，可将其中微生物进行自我淘汰，从而筛选出可高效降解醋糟的水解酸化菌，同时对体系中的产甲烷菌加以强化，使体系中的微生物群落达到稳定平衡的状态。(2)醋糟与猪粪混合发酵，可将醋糟自身高酸进行有利的中和，使体系中的缓冲性能达到较高水平，缓解因酸过多导致的系统酸抑制现象。同时筛选出最优的混合配比，以求达到系统最佳营养成分比例，更加有利于微生物的代谢和生长，以提升甲烷的产量。(3)通过逐级梯度提升负荷，滤渣回流的方式进行混合厌氧发酵，一方面可避免由于一次性进料过多导致的超负荷失稳，另一方面可让微生物逐渐适应从第负荷到高负荷的转变；其次，滤渣回流既可以避免由于过多沼渣堵塞管道，同时回流可以减少微生物流失。(4)达到最大负荷时，多次少量添加产甲烷促进剂，可维持发酵体系的稳定运行，同时可提高产甲烷量。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例1(1)将新鲜醋糟搅拌均匀后，添加至厌氧活性污泥中，添加量负荷量为0.5gVS/L.d；同时添加少量产甲烷促进剂，添加量为40mL/L，每隔三天添加一次。驯化至55d～60d，体系甲烷含量为67％～70％。(2)取驯化成功的活性污泥作为醋糟厌氧发酵的接种物，接种于醋糟与猪粪混合物中，接种比例为50％。醋糟与猪粪的质量混合比例为1:3，1:1和3:1，在中温35±2℃条件下进行为期60d的厌氧发酵。期间，测定甲烷含量均高于65％，但产气量有所差异。(3)通过对比各比例条件下产甲烷量，醋糟与猪粪比例为1:3时，产甲烷量最大，较1:1和3:1提高了10％～15％，因此筛选此比例作为醋糟与猪粪混合厌氧发酵的最佳配比。实施例2(1)将醋糟与猪粪按照质量比1:3进行混合，负荷量为1.0～6.0gVS/L.d，以1.0gVS/L.d的速率缓慢递增，运行周期为30d，水力停留时间为20d，进行中温35±2℃的厌氧发酵。期间每天进料与出料体积相同，出料通过滤网滤除固体残渣，液体回流至发酵罐内。(2)当负荷量达6.0gVS/L.d时，体系的甲烷含量下降至55％以下，在进料的同时添加产甲烷促进剂，添加量为10mL/L，一天添加4次，隔天添加。当甲烷含量恢复至60％以上，停止添加促进剂。对比例1(1)与实例1相比，步骤(1)不添加醋糟及产甲烷促进剂。(2)与实例1相比，步骤(2)不添加猪粪，只添加醋糟作为单一发酵原料。对比例2(1)与实例2相比，步骤(1)加料方式为负荷量由1.0gVS/L.d开始，以3.0gVS/L.d速率添加，只加单一醋糟物料，同时不进行回流操作。(2)与实例2相比，步骤(2)在甲烷含量低于55％时不采取添加产甲烷促进剂，只进行进料操作。(3)其余操作过程与实例2一致。效果检验于相同条件下检测实例1与对比例1，实例1所产出的甲烷量较对比例1提高了约15％，同时厌氧发酵的启动期，实例1较对比例1提前了3天。于相同条件下检测实例2与对比例2，实例2最大负荷可运行至6.0gVS/L.d,在甲烷含量低于55％时，添加促进剂，甲烷含量迅速恢复至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋糟的厌氧发酵方法，其特征在于：将厌氧活性污泥内添加适量新鲜醋糟及产甲烷菌促进剂，在中温条件下进行厌氧发酵过程，以此筛选和优化体系中的高效菌种。发酵体系的初始TS控制3％～5％，初始pH控制在7.3～7.8。最终体系甲烷含量达到65％以上即驯化成功。

【技术特征摘要】
1.一种醋糟的厌氧发酵方法，其特征在于：将厌氧活性污泥内添加适量新鲜醋糟及产甲烷菌促进剂，在中温条件下进行厌氧发酵过程，以此筛选和优化体系中的高效菌种。发酵体系的初始TS控制3％～5％，初始pH控制在7.3～7.8。最终体系甲烷含量达到65％以上即驯化成功。2.取驯化成功的厌氧活性污泥取出作为接种物，接种于醋糟与猪粪混合体系中，筛选质量比为1:3为最优混合配比，中温35±2℃条件下进行逐步梯度升高负荷，滤渣回流的方式进行醋糟与猪粪的混合厌氧发酵，发酵过程甲烷含量低于55％时，适当添加产甲烷促进剂以保证体系的稳定高效运行。3.所得沼气经过气体净化及CO2吸附等处理作为天然气；所得沼液添加适量的元素作为生物有机肥。4.进一步地，所述步骤1中醋糟的采用逐步增量的方式进行添加；pH的控制采用添加猪粪进行调控，不添加化学试剂。5.进一步地，所述步骤1和2中甲烷促进剂为液态复合生物制剂，主要成分为产甲烷菌，中温互营乙酸氧化菌，中温互营丙酸氧化菌，中温互营丁酸氧化菌，微量元素及维生素。其中，产甲烷菌包括但不限于methanimicrococcus、methanococcoides、methanohalobium、halomethanococcus、methanocella、methanolinea、methanocalculus、methanospirillum、methanocorpusculum等，可将所述菌属单独使用或是采用混合菌属。中温互营乙酸氧化菌包含但不...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，周冠男，周政忠，郑涛，袁浩然，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32