6.4。加入0.2g酵母粉，接种暗发酵产氢菌20ml，通入高纯氮气20min营造厌氧发酵环境，然后恒温37°C进行暗发酵产氢深度酸化预处理；暗发酵产氢菌采集自厌氧消化污泥分离得到，该污泥经过加热处理杀死产甲烷菌保留暗发酵产氢菌的芽孢，培养富集三次(每72小时一次)得到优势菌种为丁酸梭菌。对产氢深度酸化预处理液体用质量浓度为6mol/L的NaOH调节pH为7.9，加入20ml甲烷菌，保持37°C厌氧环境进行发酵联产甲烷，通过产氢深度酸化预处理使生物甲烷的生产速率提高了 51%。产甲烷菌采用不经过加热处理的沼气池活性污泥，在厌氧培养箱中至少3次以上富集培养得到，主要为甲烷八叠球菌和甲烷丝菌。
[0028]使用装备了热导检测器的气相色谱仪(购置于Agilent 7820A，美国)测试发酵气体中的氢气和甲烷成分。气相色谱仪运行参数为:进样口温度为200°C，检测器温度为300 0C，初始柱箱温度为65 °C。实验中的柱箱温度采用程序升温，总时间为6分钟，初始温度为65°C，保持I分钟，随后升温速率设置为25°C /min，经过3.2分钟后直到最终温度达到145°C，随后继续保持1.8分钟。载气氩气的流速为27ml/min。
[0029]实施例2
[0030]将餐厨垃圾和污泥粉碎预处理后，按照质量比为1:1进行混合，得到预处理原料。然后与质量浓度为I %的H2SO4S液配制成预处理原料浓度为25g/L的混合液，将混合液在高温135°C水解处理15min，得到发酵原料；将300ml经过高温处理的混合液加入容积为600ml的发酵瓶，用质量浓度为6mol/L的NaOH调节混合液的pH为6.5。加入0.3g酵母粉，接种暗发酵产氢菌30ml，通入高纯氮气20min营造厌氧发酵环境，然后恒温37°C进行暗发酵产氢深度酸化预处；暗发酵产氢菌采集自厌氧消化污泥分离得到，该污泥经过加热处理杀死产甲烷菌保留暗发酵产氢菌的芽孢，培养富集三次(每72小时一次)得到优势菌种为丁酸梭菌。对产氢深度酸化预处理液体用质量浓度为6mol/L的NaOH调节pH为8.0，加入30ml甲烷菌，保持37°C厌氧环境进行发酵联产甲烷，通过暗发酵产氢深度酸化预处理使生物甲烷的生产速率提高了 55%。产甲烷菌采用不经过加热处理的沼气池活性污泥，在厌氧培养箱中至少3次以上富集培养得到，主要为甲烷八叠球菌和甲烷丝菌。
[0031]使用装备了热导检测器的气相色谱仪(购置于Agilent 7820A，美国)测试发酵气体中的氢气和甲烷成分。气相色谱仪运行参数为:进样口温度为200°C，检测器温度为300 0C，初始柱箱温度为65 °C。实验中的柱箱温度采用程序升温，总时间为6分钟，初始温度为65°C，保持I分钟，随后升温速率设置为25°C /min，经过3.2分钟后直到最终温度达到145°C，随后继续保持1.8分钟。载气氩气的流速为27ml/min。
[0032]实施例3
[0033]将餐厨垃圾和污泥粉碎预处理后，按照质量比为1:1进行混合，得到预处理原料。然后与质量浓度为I %的H2SO4S液配制成预处理原料浓度为30g/L的混合液，将混合液在高温135°C水解处理15min，得到发酵原料；将500ml经过高温处理的混合液加入容积为600ml的发酵瓶，用质量浓度为6mol/L的NaOH调节混合液的pH为6.6。加入0.5g酵母粉，接种暗发酵产氢菌50ml，通入高纯氮气20min营造厌氧发酵环境，然后恒温37°C进行暗发酵产氢深度酸化预处；暗发酵产氢菌采集自厌氧消化污泥分离得到，该污泥经过加热处理杀死产甲烷菌保留暗发酵产氢菌的芽孢，培养富集三次(每72小时一次)得到优势菌种为丁酸梭菌。对产氢深度酸化预处理液体用质量浓度为6mol/L的NaOH调节pH为8.1，加入50ml甲烷菌，保持37°C厌氧环境进行发酵联产甲烷，通过暗发酵产氢深度酸化预处理使生物甲烷的生产速率提高了 48%。产甲烷菌采用不经过加热处理的沼气池活性污泥，在厌氧培养箱中至少3次以上富集培养得到，主要为甲烷八叠球菌和甲烷丝菌。
[0034]使用装备了热导检测器的气相色谱仪(购置于Agilent 7820A，美国)测试发酵气体中的氢气和甲烷成分。气相色谱仪运行参数为:进样口温度为200°C，检测器温度为300 0C，初始柱箱温度为65 °C。实验中的柱箱温度采用程序升温，总时间为6分钟，初始温度为65°C，保持I分钟，随后升温速率设置为25°C /min，经过3.2分钟后直到最终温度达到145°C，随后继续保持1.8分钟。载气氩气的流速为27ml/min。
[0035]最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.餐厨垃圾和污泥产氢酸化预处理提高甲烷生产速率的方法，其特征在于，具体包括下述步骤: (1)将粉碎预处理后的餐厨垃圾和污泥按照质量比1:1进行混合，得到预处理原料；将预处理原料与质量浓度为I %的H2SO4溶液配制成混合液，混合液中预处理原料的浓度为20?30g/L ;将混合液在135°C下水解处理15min，得到发酵原料； (2)将200?500ml的发酵原料加入容积为600ml的发酵瓶，用质量浓度为6mol/L的NaOH调节pH为6.4?6.6 ;加入0.2?0.5g酵母粉，接种暗发酵产氢菌20?50ml，通入高纯氮气20min营造厌氧发酵环境，然后恒温37°C进行暗发酵产氢深度酸化预处理，得到产氢深度酸化预处理液体； (3)用质量浓度为6mol/L的NaOH调节产氢深度酸化预处理液体使pH为7.9?8.1，加入20?50ml产甲烷菌，保持37°C厌氧环境进行发酵联产甲烷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中的餐厨垃圾来源于居民家庭生活或餐饮业；所述污泥来源于城市污水处理厂或食品加工厂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述暗发酵产氢菌的优势菌种为丁酸梭菌，是由厌氧消化污泥分离得到的:由厌氧消化污泥经过加热处理，杀死产甲烷菌并保留暗发酵产氢菌的芽孢，培养富集三次，每72小时一次。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述产甲烷菌的优势菌种为甲烷八叠球菌和甲烷丝菌，是将不经过加热处理的沼气池活性污泥在厌氧培养箱中至少3次以上富集培养得到的。
【专利摘要】本发明涉及生物质能利用技术，旨在提供一种餐厨垃圾和污泥产氢酸化预处理提高甲烷生产速率的方法。该方法包括：将粉碎预处理后的餐厨垃圾和污泥混合后，与硫酸溶液配制成混合液在135℃下水解处理得到发酵原料；向发酵原料加入酵母粉，接种暗发酵产氢菌，通入高纯氮气营造厌氧发酵环境，然后恒温37℃进行暗发酵产氢深度酸化预处理，得到产氢深度酸化预处理液体；加入产甲烷菌保持37℃厌氧环境进行发酵联产甲烷。本发明通过产氢深度酸化预处理显著提高了甲烷生产速率，使生产甲烷的速率峰值时间减少约50％，单位容积发酵罐设备对废弃物的处理降解时间减少约50％，使单个设备在单位时间内对废弃物的处理量提高了一倍左右。
【IPC分类】C02F11-04, C12R1-01, C12P5-02, C12P39-00
【公开号】CN104561222
【申请号】CN201410815279
【发明人】程军, 岑可法, 王智化, 周俊虎, 刘建忠, 黄镇宇, 周志军, 杨卫娟, 张彦威
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日
【公告号】WO2015143906A1