【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污泥资源化领域,具体涉及一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法。
技术介绍
现今世界,人类对燃料(fuel)的需求与日俱增,而常规燃料主要来源于石油、天然气等不可再生能源。世界正在面临严峻的能源危机。为应对这一危机,自2008年以来,以生物柴油(biodiesel)作为传统燃料的研究成为了能源研究领域的一大热点。新的研究表明,初沉和二沉污泥含有脂类物质,因此可作为用于生物柴油生产的潜在的原料。然而在污水处理厂正常的操作条件下,由于受进水低碳、高氮条件的影响,剩余污泥中微生物不能有效地将碳源以脂质的形式储存在自身体内,因此直接对剩余污泥进行提取油脂制备生物柴油,油脂含量和生物柴油产量低,生物柴油制备效率不佳导致提取成本过高。基于此,提高剩余污泥油脂含量将会大大加强其作为生产生物柴油原料的竞争力。经研究表明,在最佳pH和最佳C/N的培养条件下,发酵至第5天左右通过改进酸热油脂提取法使得最终制备的生物柴油的制备效率较原始污泥大幅度提高,甲酯化效率和单位质量干污泥生物柴油制备效率分别达36.92%和13.06%,分别是原始污泥的4.55倍和8.7倍,初步达到了Dufreche等认为“酯化的脂肪酸甲酯含量达到10%以上,油脂提取才更具有经济价值”这一标准,但是相应的单位质量碳源转化为生物柴油的效率却不尽如人意,仅为4%左右,而培养基中投加碳源的成本所占比例又是极高的,为进一步满足生物柴油合成 ...
【技术保护点】
一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法,其特征在于,该方法包括以下几个步骤:(1)将剩余污泥放入培养基中,加入铁源后搅拌发酵;(2)发酵结束后分离、冷干得到污泥干粉;(3)采用均质‑酸热‑有机溶剂法提取步骤(2)所得污泥干粉中的微生物油脂;(4)将步骤(3)所得微生物油脂进行三氟化硼甲酯化法转化,即得生物柴油。
【技术特征摘要】
1.一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法,其特征在于,该
方法包括以下几个步骤:
(1)将剩余污泥放入培养基中,加入铁源后搅拌发酵;
(2)发酵结束后分离、冷干得到污泥干粉;
(3)采用均质-酸热-有机溶剂法提取步骤(2)所得污泥干粉中的微生物油脂;
(4)将步骤(3)所得微生物油脂进行三氟化硼甲酯化法转化,即得生物柴
油。
2.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述的剩余污泥为来源于采用生物法处理污水的污水处理厂。
3.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述的铁源为FeCl3。
4.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述的培养基包括碳源、氮源、缓冲液和痕量金属,其中碳源
包括葡萄糖、木糖或蔗糖中的一种或几种,氮源为(NH4)2SO4,碳源与氮源的质
量比为(70~150):1,碳源的浓度为30~60g/L,缓冲液包括K2HPO4和NaH2PO4﹒2H2O,其含量分别为1~2g/L和1~3g/L,痕量金属的添加量为3~10mL,培养
基的pH为2.0~5.0,剩余污泥最终接种浓度MLVSS为2~3g/L。
5.根据权利要求4所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述的痕量金属按以下比例配制而成:1L蒸馏水添加1~2mL
质量分数25%的盐酸、50~100mgZnCl2、80~150mgMnCl2﹒4H2O、50~100mg
H3BO3、100~300mgCoCl2﹒6H2O、10~50mgCuCl2﹒2H2O、10~50mgNiCl2﹒
6H2O、10~50mgNaMoO4﹒2H2O。
6.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述发酵的温度为25~35℃,搅拌的转速为150~200rpm,
发酵时间为5~7天。
7.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,所述铁源的添加量为使培养基中Fe3+的浓度为0.1~2.5mmol/L。
8.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,步骤(2)所述的分离采用离心分离,被分离发酵液体积为30~50
mL,转速为3000~5000rpm,离心时间为10~20min,所述的冷干为在-50~-80℃
下冷冻1~2h,然后在冷干机内冷干18~24h,冷干机内温度为-50~-80℃。
9.根据权利要求1所述的一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的
方法,其特征在于,步骤(3)所述采用均质-酸热-有机溶剂法提取污泥干粉中的
微生物油脂包括以下几个步骤:
...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘佳,黄翔峰,王一涵,陆丽君,沈怡,
申请(专利权)人:同济大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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