一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 不可再生能源的日益枯竭及其所引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題，嚴(yán)重的威脅了人類的生存 和可持續(xù)發(fā)展。因此，亟需開(kāi)發(fā)清潔的可再生能源。在各種可再生能源中，氫能是被認(rèn)為是 一種理想的清潔能源。氫氣具有能量密度高、熱轉(zhuǎn)化效率高、導(dǎo)熱系數(shù)高、應(yīng)用形式多樣等 優(yōu)點(diǎn)，更為重要的是，氫氣燃燒的產(chǎn)物是水，不會(huì)排放溫室氣體。
[0003] 目前，常規(guī)的制氫方法是從石油、煤、天然氣等化石燃料中提取或通過(guò)電解水制 取，這些方法無(wú)法從根本上擺脫對(duì)化石燃料的依賴，并且會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不能滿足 未來(lái)氫能生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的需求。生物制氫是利用微生物在代謝過(guò)程中分解有機(jī)物產(chǎn)生氫 氣的一項(xiàng)生物工程技術(shù)。具有工藝條件溫和、能耗低、清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，已引起了世界范圍 的廣泛關(guān)注。
[0004] 生物制氫主要分為暗發(fā)酵制氫和光發(fā)酵制氫兩大類。其中暗發(fā)酵制氫具有產(chǎn)氫速 率快、發(fā)酵底物來(lái)源廣、無(wú)需光照等優(yōu)點(diǎn)，更容易進(jìn)行連續(xù)操作和工業(yè)化生產(chǎn)。然而，暗發(fā)酵 過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)酸，導(dǎo)致反應(yīng)體系pH下降，進(jìn)而造成產(chǎn)氫量降低，同時(shí)還 會(huì)帶來(lái)一定的環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有暗發(fā)酵制氫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)酸，從而導(dǎo)致產(chǎn) 氫量降低的問(wèn)題，提供了細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法。
[0006] 本發(fā)明一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，包括以下步驟：一、 取淀粉廢水，調(diào)節(jié)PH，然后置于密閉反應(yīng)器中；二、對(duì)產(chǎn)氫接種物進(jìn)行預(yù)處理，得到混合物 A ;三、將混合物A與微藻混合，然后按占淀粉廢水總體積的5~10%的接種量，接種到密閉 反應(yīng)器內(nèi)的淀粉廢水中，再將反應(yīng)器置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。
[0007] 本發(fā)明的原料為廢水或廢棄物，有利于降低產(chǎn)能的成本，避免了常規(guī)廢物處理技 術(shù)的支出。產(chǎn)氫接種物中常存在耗氫菌，能消耗掉由產(chǎn)氫菌生產(chǎn)的氫氣，導(dǎo)致氫氣產(chǎn)量下 降。但耗氫菌對(duì)高溫、酸堿或化學(xué)藥劑比較敏感，經(jīng)處理后活性會(huì)受到抑制，由于產(chǎn)氫菌可 以形成能夠抵御惡劣環(huán)境的芽孢，故在處理后可以存活并保持活性，對(duì)產(chǎn)氫接種物進(jìn)行處 理，可以有效的抑制接種物中的耗氫菌，達(dá)到提高發(fā)酵產(chǎn)氫效能的目的。因此使用本發(fā)明列 舉的處理方法處理產(chǎn)氫接種物，都可以抑制耗氫菌，達(dá)到提高發(fā)酵產(chǎn)氫效能的目的。產(chǎn)氫接 種物在處理后生成的產(chǎn)氫細(xì)菌群將原料轉(zhuǎn)變成氫氣和揮發(fā)性有機(jī)酸，微藻可以利用這些有 機(jī)酸生長(zhǎng)并合成油脂，產(chǎn)氫細(xì)菌與微藻混合培養(yǎng)可以充分利用底物，減少了廢水或廢棄物 對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)產(chǎn)生了清潔能源一一氫氣和油脂，與單純的暗發(fā)酵制氫相比，混合培養(yǎng) 可以顯者提尚生物廣能效率和廢水處理效率，廣能提尚超過(guò)95%，污水處理效率提尚超過(guò) 170%。本發(fā)明是將產(chǎn)氫菌群和微藻混合，然后一起接種到淀粉廢水中，產(chǎn)氫菌群產(chǎn)生氫氣 和有機(jī)酸發(fā)酵液，微藻在同一個(gè)反應(yīng)器中利用有機(jī)酸發(fā)酵液生產(chǎn)油脂，混合培養(yǎng)可以同步 生產(chǎn)氫氣和油脂，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為實(shí)施方式1工藝流程示意圖；
[0009] 圖2為試驗(yàn)1和試驗(yàn)2產(chǎn)氫量圖；其中
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特征在于該方法包括以下 步驟：一、取淀粉廢水，調(diào)節(jié)pH，然后置于密閉反應(yīng)器中；二、對(duì)產(chǎn)氫接種物進(jìn)行預(yù)處理，得 到混合物A;三、將混合物A與微藻混合，然后按占淀粉廢水總體積的5~10%的接種量，接 種到密閉反應(yīng)器內(nèi)的淀粉廢水中，再將反應(yīng)器置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟一中所述的淀粉廢水為甘薯淀粉廢水、木薯淀粉廢水、綠豆淀粉廢水、馬鈴薯淀 粉廢水、麥類淀粉廢水、菱角淀粉廢水、藕淀粉廢水和玉米淀粉廢水中的一種或幾種按任意 比組成的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟一所述的調(diào)節(jié)pH是通過(guò)濃度為lmol/L的HCl溶液或濃度為lmol/L的NaOH溶 液進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟一中所述的調(diào)節(jié)pH是指調(diào)節(jié)淀粉廢水pH至4~11。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟二中所述的產(chǎn)氫接種物為剩余污泥、消化污泥、厭氧顆粒污泥和下水道污泥中 一種或幾種按任意比組成的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟二中所述的預(yù)處理方法為熱處理，具體方法為在100°C條件下處理lh。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟二中所述的預(yù)處理方法為酸處理、堿處理、過(guò)氧化氫處理、超聲波處理、微波處 理、甲烷抑制劑處理、氯仿處理、二溴乙烷磺酸鈉處理、輻照處理、曝氣處理和沖擊負(fù)荷處理 中一種或幾種方法的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟三中所述的微藻為柵藻、小球藻、硅藻、隱甲藻、扁藻、杜氏藻、螺旋藻和金藻中 的一種或幾種按任意比組成的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其特 征在于步驟三中所述的微藻與混合物A按體積比為（1~1000) :1的比例混合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，其 特征在于步驟三中所述的培養(yǎng)條件為溫度20~40°C，光照強(qiáng)度1000~120001ux，隔絕空 氣培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速50~200rpm，培養(yǎng)時(shí)間48~240h。
【專利摘要】一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法，它涉及一種細(xì)菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產(chǎn)能的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有暗發(fā)酵制氫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)酸，從而導(dǎo)致產(chǎn)氫量降低的問(wèn)題，方法包括以下步驟：一、取淀粉廢水，調(diào)節(jié)其pH，將廢水置于密閉反應(yīng)器中；二、對(duì)產(chǎn)氫接種物進(jìn)行預(yù)處理，得到含有產(chǎn)氫細(xì)菌的混合物；三、將含有產(chǎn)氫細(xì)菌混合物與微藻混合，接種到淀粉廢水中，再置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。本發(fā)明利用廢水進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)能，不僅有效處理了廢水，減少了其對(duì)環(huán)境的污染，提供了一種同步制備清潔能源的方法。本發(fā)明中產(chǎn)能提高超過(guò)95％，污水處理效率提高超過(guò)170％。本發(fā)明應(yīng)用生物能源和污水處理領(lǐng)域。
【IPC分類】C12P3-00, C12P7-64, C02F3-34, C02F3-32, C02F103-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104789602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510255887
【發(fā)明人】任南琪, 任宏宇, 劉冰峰, 孔凡英, 趙磊
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日