m)，溶液中N2的浓度是 0. 61mM或以N原子计1. 22mM。在两个条件中还存在的是，500mg/l为约10重量％N的酵母 提取物，因此贡献出178微摩尔N，约3. 6mM主要以蛋白质的形式存在。尽管如此，在该实验 中，将NH4C1添加到培养基中实际上降低了甲烷的产率，尽管在顶部空间中和中间体的蛋白 质中存在恒定量的N2。
[0147] 实施例2和3氮源对使用煤作为碳源时CH4产生的比较
[0148] 该实验使用苏拉特煤和水连同来源于在煤上已经生长8周的苏拉特水的富集培 养物的接种物。孵育温度为42°C。该实验的目的是要着眼于煤（而不是如实施例1的酵母 提取物）到甲烷的转化并剔除其他N源。
[0149] 图2和3显示氮对在培养中使用苏拉特产甲烷接种物4周后含有苏拉特煤的小瓶 的顶空中的甲烷浓度（％ )的影响。结果来自三种处理的5个重复的实验：P浓度固定为 1. 7mM，除了存在于煤中的没有提供N，或以1. 9mM溶液中的NH4C1的形式（实施例2)或者 0? 47mM溶液中的NH4C1(实施例3)提供N，或者以顶空气体中100ml100%的队的形式提 供N。在前两个处理中，顶空气体最初是100%的氦气。
[0150] 从图2和3可知，顶部空间中的N2比介质中的NH 4+离子更有效。
[0151] 估计溶解在溶液中的N2量为20mg/L。
[0152] 这个结果是出乎意料的，因为观察到，使用不同的（来自实施例1)生物体集聚体， 当通过气态队而不是溶液中的NH 4+提供它们的N需求时，来自煤的甲烷的较高产量。尽管 将N2还原至NH 3需要相当大的能量消耗。
[0153] 本领域的技术人员所理解的是，如具体实施方案所示的对本发明作出的许多变化 和/或修改不背离广泛描述的本发明的精神或范围。因此，应当认为本发明的实施方案在 所有方面是说明性的而不是限制性。
[0154] 应该理解的是，如果任何现有技术出版物在这里被引用，在澳大利亚或任何其它 国家不构成承认该出版物是本领域的公知常识的一部分。
[0155] 在本发明下面的权利要求和前面的描述中，除了上下文需要，否则由于语言表达 或必要的暗示，在包含意义中使用单词"包含"或变体，例如"包含"或"含有"，即说明所述 特征的存在，但不排除存在或添加本发明的各种实施方案中的进一步的特征。
[0156] 此外，对于在整个本说明书中提到的各种系统，任何系统都可以理解为包括个体 以及可以物理连接或可以不物理连接的多个结构。
[0157] 参考文献
[0158] LiD, Hendry P, Faiz M. (2008)A survey of the microbial populations in some Australian coalbed methane reservoirs. International Journal of Coal Geology, 76, 14-24.
【主权项】
1. 用于提高来自含碳物质的生物甲烷生产的营养组合物，包含磷（P)源和气态氮（N2) 源。2. 根据权利要求1所述的营养组合物，其中所述气态氮（N2)包含所述营养组合物中总 气态氮的至少60 %体积/体积。3. 根据权利要求1所述的营养组合物，其中所述营养组合物基本上不含氧。4. 根据权利要求1或2所述的营养组合物，其中所述营养组合物基本上不含含硫氧化 物（SOx)和/或含氮氧化物（NO x)。5. 根据前述任一权利要求所述的营养组合物，其中所述营养组合物的pH等于或大于 7〇6. 根据权利要求1所述的营养组合物，其中所述营养组合物包含可溶性磷（P)源的溶 液和气态氮源（N2)的两相混合物。7. 根据权利要求6所述的营养组合物，其中所述溶液中的磷浓度为至少I. 5mM。8. 根据权利要求6或7所述的营养组合物，其中所述气态氮（N2)溶解于所述溶液中。9. 根据权利要求8所述的营养组合物，其中溶解于溶液中的氮（N2)的浓度是每千克溶 剂5mg-1750mg气态氮。10. 根据权利要求6-9中任一所述的营养组合物，还包含水源，其中所述水源包含水、 去离子水、超纯水、蒸馏水、市政水、地下水、采出水、地层水、循环水、工艺水、废水、微咸水 或盐水。11. 根据权利要求10所述的营养组合物，其中所述水源的温度、PH和/或离子强度基 本上与所得到的营养组合物的温度、PH和/或离子强度相同。12. 根据前述任一权利要求所述的营养组合物，还包含选自包含铁、锰、钴、锌、钼、镍、 铝、硼、铜、钨和硒的组中的至少一种微量元素。13. 根据前述任一权利要求所述的营养组合物，还包含选自包含吡哆醇、对氨基苯甲 酸、泛酸盐、烟酸、核黄素、硫胺素、硫辛酸、生物素、叶酸、丙酮酸和B12的组中的至少一种 维生素。14. 根据前述任一权利要求所述的营养组合物，还包含选自包含酸、碱、缓冲剂、氧化 剂、抗氧化剂、表面活性剂、乳化剂、胶凝剂，和它们的任意组合等的组中的至少一种添加 剂。15. 根据前述任一权利要求所述的营养组合物，其中所述含碳物质选自包含煤、褐煤、 泥煤、钻粉、废煤、煤衍生物、油页岩、油层、沥青砂、烃污染的土壤和石油污泥的组。16. 根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，还包含含有一种或多种产甲烷微 生物的一个或多个产甲烷微生物种群，所述产甲烷微生物选自由甲烷杆菌、产甲烷球菌、甲 烷微菌、甲烷火菌组成的组。17. 制备根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物的方法，包含如下步骤：将磷 (P)、氮气（N2)与水源混合形成水溶液。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述水源的pH和/或离子强度与所得到的营养 组合物的pH和/或离子强度基本相同。19. 根据权利要求17或18所述的方法，其中在缺氧条件下制备所述营养组合物。20. 提高来自含碳物质的生物甲烷生产的方法，包含以下步骤：将根据权利要求1至16 中任一所述的营养组合物分散遍及含碳物质一段时间，从而生物性产生甲烷，以及从所述 含碳物质中收集甲烷。21. 根据权利要求20所述的方法，其中将所述营养组合物分散遍及原位含碳物质，包 含将所述营养组合物注射到原位含碳物质中，或靠近所述原位含碳物质注射。22. 根据权利要求21所述的方法，其中将所述营养组合物分散遍及原位含碳物质，包 含将所述营养组合物与水力压裂液同时一起注射。23. 根据权利要求21或22所述的方法，其中分散营养组合物包含将所述营养组合物的 浓缩液分散到所述含碳物质中，从而分散的浓缩液被来自所述含碳物质的液体稀释，提供 有效磷浓度为至少I. 5mM的溶液。24. 根据权利要求20所述的方法，其中将所述营养组合物分散遍及非原位含碳物质堆 积堆，包含在气态氮气氛下，以足以使所述营养组合物的溶液在重力下，能够从所述堆积堆 的外表面流过或淌过所述含碳物质堆积堆下面的量，将所述溶液施加到所述外表面上。25. 根据权利要求24所述的方法，其中在正压力下将所述气态氮施加到所述堆积堆 上，从而确保所述气态氮穿透并占据所述堆积堆含碳物质之间的任何空隙。26. 根据权利要求20所述的方法，其中在反应器中将所述营养组合物分散遍及非原位 含碳物质，包含在所述反应器中将所述营养组合物与所述含碳物质混合。27. 根据权利要求26所述的方法，其中混合是连续的、间歇的，或者在初始混合时期之 后完全停止，所述时期足以使所述营养组合物与所述含碳物质紧密接触。28. 生物甲烷生产系统，包含： 根据权利要求1-16中任一所述的营养组合物； 将所述营养组合物分散遍及所述含碳物质的传送系统；和 从所述含碳物质收集甲烷的收集器。29. 用于提高生物甲烷生产的设备，所述设备包含能将营养组合物分散遍及含碳物质 的传送系统，所述营养组合物包含磷源（P)和气态氮（N 2)源。30. 用于实施根据权利要求20-27中任一所述的方法的设备。31. 营养组合物中的气态氮（N2)在提高生物产物中的用途，所述营养组合物包含磷源 (P)和气态氮（N 2)源。
【专利摘要】本发明记载了用于提高来自含碳物质的生物甲烷生产的营养组合物。所述营养组合物包含磷(P)源和气态氮(N2)源。所述营养组合物优选基本上不含气态氧和/或气态NOx和/或SOx。在各个实施方案中，所述营养组合物可以包括可溶磷源(P)的溶液和气态氮(N2)的两相混合物。本发明还描述了用于提高来源于含碳物质的生物甲烷生产的方法。所述方法涉及将本发明的营养组合物分散遍及含碳物质一段时期，从而生物性产生甲烷，随后从所述含碳物质中收集甲烷。
【IPC分类】C12P5/02, C09K8/582, E21B43/22
【公开号】CN104884568
【申请号】CN201380067136
【发明人】菲利普·亨德里, 大卫·米奇利
【申请人】联邦科学技术研究组织
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】CA2895151A1, US20150329876, WO2014094053A1