一种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法_3

文档序号:9904412阅读:来源:国知局
m〇l/L( W化计)。
[0064] 对比例
[0065] 采用与实施例1相同的强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法,不同 之处在于发酵前培养基中不加入化元素(W化计)。
[0066] 实施例1~5W及对比例中不同发酵时间甲醋化效率、生物柴油产量、单位质量污 泥干粉生物柴油的制备效率和碳源转化率随化C13投加浓度的变化结果分别如图1、图2、图 3、图4所示。由图可知,与对比例相比,不同浓度FeCl3试验组微生物油脂甲醋化效率随时间 变化趋势大体相同,即都大体呈上升趋势(对比例从第5天左右开始下降),而且FeCl3的添 加可改善微生物油脂的甲醋化效率,而且在试验浓度范围内,改善效果随FeCl3投加浓度的 增大而增大。在试验浓度范围内,发酵至第7天,实施例1中微生物油脂的甲醋化效率最高, 达80.62 %,较原始污泥和对比例最佳甲醋化效率分别提高了6.97倍和0.43倍。由于生物柴 油产量是油脂产量和甲醋化效率的综合体现,虽然实施例1中第5天6.32g/L的油脂产量高 于第7天的5.89g/L,但其67.51 %的甲醋化效率显著低于第7天80.62 %的甲醋化效率,因此 在试验浓度范围内,实施例1发酵至第7天的生物柴油产量最高,达4.75g/L,约是对比例最 佳生物柴油产量的2倍。此外,从图3也可W看出实施例1中发酵至第7天单位生物量污泥制 得的生物柴油产量最高且消耗的碳源最少,其碳源转化率较空白组最佳转化率提高约 57.70%,单位生物量污泥制备的生物柴油产量分别约为原始污泥和对比例最佳产量的 16.44 倍和 1.62 倍。
[0067] 实施例6
[0068] -种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法,该方法包括W下几个步 骤:
[0069] (1)采用与实施例1相同的剩余污泥放入培养基中,加入FeCl3后揽拌发酵:本实施 例用于培养剩余污泥微生物的发酵培养基组分为:碳源为葡萄糖,浓度为60g/L,氮源为 (畑4) 2S〇4,浓度为1.886g/L,C: N= 70:1,缓冲液为K2HPO4与N址2P〇4.2此0,其中拉册〇4浓度为 Ig/L,Na出P〇4.2出的农度为Ig/L,FeCb添加剂浓度m化计)为0.1 mmo 1/L,痕量金属溶液的 体积为3mL,痕量金属溶液是通过W下配比得到:每1L蒸馈水含ImL 25%HC1、50mg化C12、 80mg MnCl2.4出0、50mg 出B〇3、100mg C0CI2.6此0、10mg CuCl2.2出0、10mg 化Cb.6此0、10mg NaMo化.2出0;调控抑= 2.0、培养溫度为25°C、转速为15化pm、培养时长为7d。接种至发酵培 养基后的初始MLVSS约为2. Og/L。
[0070] (2)发酵结束后分离、冷干得到污泥干粉:采用离屯、分离对发酵完毕后的培养基进 行分离,被分离发酵液体积为30mL,转速为3000rpm,4°C离屯、时间为20min,弃去上层清液, 细胞沉淀物用20~30mL 0.9%生理盐水洗涂后储存至-80°C/-2(rC冰箱中化,然后在冷干 机内冷干24h,冷干机内溫度为-50°C。
[0071] (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:均 质-酸热-有机溶剂法包括W下步骤:①准备均质小管:向2mL小管中加入0.1mm玻璃珠至约 与下端线平;②称取约O.lg冷干样品至均质用的2mL小管中,记录重量;③向其中加入ImL甲 醇,简单摇匀后〇°C环境下放置化;④用均质器均质5s,转速选用最高档;⑤用4mL氯仿将小 管中的样品小屯、转移至50mL顶空瓶中(冲洗小管4~5次);⑥向顶空瓶中加入lOmL 5mol/L 的盐酸,于2500巧m的多管震荡器上震荡摇匀30min,100°C沸水浴10min,-20°C速冷30min, 迅速转移至lOOmL离屯、管中。加入甲醇与氯仿的混合液20mL(体积比为1:1),于2500巧m的多 管震荡器上震荡摇匀30min,再在4000rpm转速下离屯、lOmin,取氯仿层(使用带针头的注射 器,记录体积)。再加入甲醇与氯仿的混合液,重复上述步骤,合并氯仿层。加入等体积的质 量分数为〇.1%的化(:1溶液,混匀后离屯、,萃取氯仿层。40°(:旋转蒸发1〇111山,即得剩余污泥 微生物油脂。
[0072] (4)将步骤(3)所得微生物油脂进行Ξ氣化棚甲醋化法转化,即得生物柴油:该Ξ 氣化棚甲醋化法包括W下步骤:①皂化过程:将提取出来储存于顶空瓶氯仿溶液中待测样 品置于氮吹仪下将氯仿运一萃取剂吹干,待测样品中含〇.〇2g脂质,向顶空瓶中加入 〇.3mol/L的氨氧化钢甲醇溶液8mL,迅速向顶空瓶中导入几分钟干燥氮气将空气排掉,梓紧 盖子,于多管振荡器上震荡5min,然后于80°C恒溫水槽中水浴30min,直至油滴消失,期间每 80s缓慢摇动顶空瓶,W防止氨氧化钢形成固态附着在瓶壁上,水浴完毕待顶空瓶冷却至室 溫;②甲醋化过程:加入8mL 0.5mol/L的盐酸甲醇溶液和8mL 10% (m/v)B的甲醇溶液,迅速 向顶空瓶中导入几分钟干燥氮气将空气排掉,梓紧盖子,于多管振荡器上震荡5min,然后于 80°C恒溫水槽中水浴30min,冷却至室溫;③脂肪酸甲醋的提取:加入2mL饱和氯化钢溶液和 8mL色谱级异辛烧,置于多管振荡器上震荡lOmin后,手握顶空瓶上下摇晃使混合液充分混 匀后于4000巧m转速下离屯、15min,取上层异辛烧相即可得到生物柴油产品。
[0073] 实施例7
[0074] -种强化剩余污泥微生物富集产脂制备生物柴油的方法,该方法包括W下几个步 骤:
[0075] (1)采用与实施例1相同的剩余污泥放入培养基中,加入FeCl3后揽拌发酵:本实施 例用于培养剩余污泥微生物的发酵培养基组分为:碳源为葡萄糖,浓度为60g/L,氮源为 (畑4) 2S〇4,浓度为0.88g/L,C: N= 150:1,缓冲液为K2HPO4与N址2P〇4.2此0,其中拉册〇4浓度为 2g/L,Na出P〇4.2出的农度为3g/L,FeCb添加剂浓度m化计)为0.1 mmo 1/L,痕量金属溶液的 体积为1 OmL,痕量金属溶液是通过W下配比得到:每1L蒸馈水含2mL 25 % HC1、10Omg ZnCl2、150mg MnCl2.4此0、100mg 出B〇3、300mg C0CI2.6出0、50mg C11CI2.2此0、50mg NiCb. 6此0、50mg NaMo〇4.2出0;调控pH= 5.0、培养溫度为35 °C、转速为200巧m、培养时长为5d。接 种至发酵培养基后的初始MLVSS约为3. Og/L。
[0076] (2)发酵结束后分离、冷干得到污泥干粉:采用离屯、分离对发酵完毕后的培养基进 行分离,被分离发酵液体积为50mL,转速为5000rpm,4°C离屯、时间为lOmin,弃去上层清液, 细胞沉淀物用20~30mL 0.9%生理盐水洗涂后储存至-80°C/-2(rC冰箱中化,然后在冷干 机内冷干1她,冷干机内溫度为-80°C。
[0077] (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:均 质-酸热-有机溶剂法包括W下步骤:①准备均质小管:向2mL小管中加入0.5mm玻璃珠至约 与下端线平;②称取约〇.2g冷干样品至均质用的2mL小管中,记录重量;③向其中加入0.5mL 甲醇,简单摇匀后5°C环境下放置24h;④用均质器均质10s,转速选用最高档;⑤用5mL氯仿 将小管中的样品小屯、转移至50mL顶空瓶中(冲洗小管4~5次);⑥向顶空瓶中加入20mL 3mol/L的盐酸,于2500巧m的多管震荡器上震荡摇匀60min,100°C沸水浴15min,-20°C速冷 6 0 m i η,迅速转移至10 0 m L离屯、管中。加入甲醇与氯仿的混合液3 0 m L (体积比为1:1 ),于 300化pm的多管震荡器上震荡摇匀60min,再在5000巧m转速下离屯、15min,取氯仿层(使用带 针头的注射器,
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