【技术实现步骤摘要】
一种基于丙三醇预发酵的秸秆厌氧消化产甲烷方法
[0001]本专利技术涉及有机固废高效厌氧产甲烷方法。
技术介绍
[0002]厌氧甲烷化技术是目前实现污染物能源化最现实、最有效的方法之一。传统的厌氧消化工程主要通过水解酸化
‑
产甲烷途径进行发酵,该途径复杂有机物水解缓慢,且有机物分解产乙酸受H2分压限制,导致产甲烷效率低及稳定性差。2014年,美国马萨诸塞州大学微生物学家Lovley等人提出一种新型产甲烷途径:直接种间电子传递(DIET)产甲烷途径。Geobacter可直接氧化乙醇,并将产生的电子通过导电菌丝或者细胞色素OmcS传递给Methanothrix或 Methanosarcina,其接受电子并还原二氧化碳为甲烷。
[0003]当底物中含有乙醇(含有一个
‑
OH)时,微生物经过一段时间的驯化,反应器内会形成以直接种间电子传递为主导的的产甲烷途径,有研究表明当含有羟基的乙醇进入到细胞内后可以加快 NADH/NAD
+
转换促进ATP的产生。目前,已有数个研究已经证实乙醇可以促进厌氧消化系统中DIET产甲烷。当乙醇存在时,污泥的导电性增强;同时二氧化碳还原为甲烷的基因丰度明显升高。并且通过微生物群落分析发现乙醇可以富集DIET互养菌群例如 Geobacter,并促使其参加DIET产甲烷途径。同时在基于乙醇型发酵预处理的厌氧消化工艺在实际工程中应用效果良好。但是在面对较高负荷冲击时,厌氧消化系统仍会出现酸化等不稳定状况。因此优化筛选刺激DIET的引物,富集D ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于丙三醇预发酵的秸秆厌氧消化产甲烷的装置,其特征在于:酵母发酵罐(8)设有保温层
ⅰ
(7),其顶部设有搅拌器
ⅰ
(9)和排气口,排气口由排气管
ⅲ
(10)和排气阀
ⅲ
(11)构成,搅拌器
ⅰ
(9)的主轴穿过顶盖贯穿整个酵母发酵罐(8);进料泵
ⅰ
(4)的一端经管
ⅰ
(3)阀门
ⅰ
(2)与进料池(1)相连,另一端经管
ⅱ
(5)阀门
ⅱ
(6)与酵母发酵罐(38)的下部连接;进料泵
ⅱ
(25)的一端经管
ⅸ
(23)与酵母活化池(24)相连,另一端经管
ⅹ
(27)阀门
ⅷ
(26)与酵母发酵罐(8)的底部相连;酵母发酵罐(8)底部设有排料口,排料口由管
ⅳ
(13)和阀门
ⅳ
(12)构成;产甲烷罐(32)与酵母发酵罐(8)中间设有调节池(28);产甲烷罐(32)设有保温层
ⅱ
(14),其顶部设有搅拌器
ⅱ
(15)和排气口,排气口由排气管
ⅴ
(16)和排气阀
ⅴ
(17)构成,搅拌器
ⅱ
(15)的主轴穿过顶盖贯穿整个产甲烷罐(32);进料泵(29)的一端经管
ⅷ
(20)与调节池(28)相连,另一端经管
ⅶ
(21)阀门
ⅶ
(22)与产甲烷罐(32)的下部连接;污泥回流泵
ⅳ
(33)一端由管
ⅹⅰ
(30)和阀门
ⅸ
(31)与产甲烷罐(32)底部相连,另一端由管xii(38)和阀门
ⅹ
(34)与排料池(35)底部相连;产甲烷罐(32)底部设有排料口,排料口由管
ⅵ
(19)和阀门
ⅵ
(18)构成;排料池(35)设有排渣口,排渣口由管
ⅹⅲ
(37)和阀门
ⅹⅰ
(36)构成。2.一种使用权利要求1所述装置的丙三醇预发酵的秸秆厌氧消化产甲烷的方法,包括下述工序:1)通过粉碎机将秸秆原料粉碎成目数为120
‑
150目的秸秆颗粒物;2)将秸秆颗粒浸泡在质量浓度为5
‑
10%的NaOH溶液中,浸泡时间为10
‑
20h;3)采用纯度≥95%的工业级浓HCI溶液与水混合,配制成浓度为2
‑
5mol/L的HCI溶液,并加入到2)中碱性秸秆混合液中,使其pH值为4.5
‑
5.5;4)向3)中秸秆混合液中加入4
‑
6mmol/L纤维素水解酶,并采用恒温水浴对其进行处理,恒温水浴的温度维持在40
‑
60℃,热预处理时间为1
‑
3h;5)将4)中秸秆混合液转移至进料池(1),投加NaOH固体,使其pH值为7.8
‑
8.0,作为酵母发酵罐(8)的进料;6)将干净的水按照1g酵母10g水的比例投加到酵母活化池中,静置10
‑
20min;静置后轻轻搅拌使所有酵母完全浸没在水中,再次静置4
‑
...
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