一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉廢水是在淀粉加工過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水，含有大量的溶解性淀粉和 少量的蛋白質(zhì)等物質(zhì)，其化學(xué)需氧量（COD)很高，約為2000-40000mg/L，故必須經(jīng)過處理后 才能排放。但淀粉廢水的處理難度大，投入運行成本很高，若廢水被直接排放入環(huán)境水體， 會造成水體富營養(yǎng)化、腐敗變質(zhì)等環(huán)境污染問題，且無法有效利用廢水中的有機質(zhì)，造成了 資源的嚴(yán)重浪費。
[0003] 【申請?zhí)枴?01310533944. 0,發(fā)明名稱"一種產(chǎn)氫細(xì)菌與含油微藻梯級耦合產(chǎn)能的方 法"公開了一種耦合產(chǎn)氫和產(chǎn)油的方法，利用純底物作為原料，且未給出原料的利用情況， 純底物的價格昂貴，難以規(guī)?；a(chǎn)；該發(fā)明采用純菌株進行產(chǎn)氫，在生產(chǎn)中容易被污染， 利用復(fù)雜原料（如淀粉廢水）的能力差，難以適應(yīng)長期連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)；此外，該發(fā)明中 采用高壓蒸汽滅菌處理發(fā)酵液，能耗很高，會大大提高生產(chǎn)成本，不利于實際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有處理淀粉廢水的方法成本高、不易于工業(yè)化生產(chǎn)并且造成環(huán) 境污染的問題，提供了一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法。
[0005] 本發(fā)明一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，包括如下步驟：一、對產(chǎn)氫 接種物進行處理，得到混合物A ;二、取淀粉廢水，調(diào)節(jié)pH至5~10,然后按占淀粉廢水總體 積的5~10%的接種量，接種混合物A，再進行培養(yǎng)，得到氫氣和有機酸發(fā)酵液；三、去除發(fā) 酵液中的固相，然后調(diào)節(jié)液相的pH至5~10,再按液相總體積的5~10%的接種量，接種 微藻進行培養(yǎng)，培養(yǎng)后采收微藻，提取微藻中的油脂，即完成；
[0006] 其中步驟一中所述的產(chǎn)氫接種物為剩余污泥、消化污泥、厭氧顆粒污泥和下水道 污泥中的一種或幾種按任意比組成的混合物；
[0007] 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。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。但耗氫菌對高溫、酸堿或化學(xué)藥劑比較敏感，經(jīng)處理后活 性會受到抑制，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，對產(chǎn)氫接種物進行處理，可以有效的抑制接種物中的耗氫菌，達到提高發(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，達到 提高發(fā)酵產(chǎn)氫效能的目的。本發(fā)明的產(chǎn)氫量為755. 5-883. 3mL H2/L工作體積，產(chǎn)油量為 0.31-0. 41g/L工作體積，COD去除率為79-84%。本發(fā)明是先將產(chǎn)氫菌群接種于淀粉廢水 中生產(chǎn)氫氣，然后用去除產(chǎn)氫細(xì)菌的發(fā)酵液培養(yǎng)微藻生產(chǎn)油脂。本發(fā)明將暗發(fā)酵制氫與微 藻產(chǎn)油偶聯(lián)處理淀粉廢水，可減少廢水的COD排放量，改善水環(huán)境，減少淀粉廢水對環(huán)境造 成的不良影響，同時回收了可再生能源，降低了生物能源生產(chǎn)的成本，實現(xiàn)了淀粉廢水的資 源化處理，對于加快生物柴油和生物制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化步伐也具有重要的意義。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明實施方式1工藝流程示意圖；
[0009] 圖2為試驗1和試驗2產(chǎn)氫量圖；其中
【主權(quán)項】
1. 一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于該方法包括如下步驟： 一、對產(chǎn)氫接種物進行處理，得到混合物A;二、取淀粉廢水，調(diào)節(jié)pH至5~10,然后按占淀 粉廢水總體積的5~10%的接種量，接種混合物A，再進行培養(yǎng)，得到氫氣和有機酸發(fā)酵液； 三、去除發(fā)酵液中的固相，然后調(diào)節(jié)液相的pH至5~10,再按液相總體積的5~10%的接 種量，接種微藻進行培養(yǎng)，培養(yǎng)后采收微藻，提取微藻中的油脂，即完成； 其中步驟一中所述的產(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 中的一種或幾種按任意比組成的混合物； 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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟一中所述的處理方法為熱處理，具體方法為在l〇〇°C下處理30min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟一中所述的處理方法為酸處理、堿處理、過氧化氫處理、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)荷處理中的一種 或幾種組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟二中所述的淀粉廢水可為玉米淀粉廢水、馬鈴薯淀粉廢水、綠豆淀粉廢水、麥類淀粉廢 水、木薯淀粉廢水、菱角淀粉廢水、藕淀粉廢水和甘薯淀粉廢水中的一種或幾種按任意比組 成的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟二和步驟三所述的調(diào)節(jié)pH是通過濃度為lmol/L的HCl溶液或濃度為lmol/L的NaOH 溶液進行調(diào)節(jié)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟二中所述的培養(yǎng)條件為溫度30~40°C，隔絕空氣培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速50~200rpm，培養(yǎng)時 間 20 ~120h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟三中所述的去除發(fā)酵液中固相的方法為離心法和過濾法的一種或兩種組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟三中所述的微藻培養(yǎng)條件為溫度15~40°C，搖床轉(zhuǎn)速50~200rpm，培養(yǎng)時間120~ 192h〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在于 步驟三中所述的微藻采收方法為離心法和過濾法的一種或兩種組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，其特征在 于步驟三中所述的微藻油脂提取方法為氯仿-甲醇法、索氏抽提法、正己烷-異丙醇法、正 己烷-乙醇法或乙醚-石油醚法。
【專利摘要】一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法，它涉及一種處理淀粉廢水同時生成可再生能源的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有處理淀粉廢水的方法成本高、造成環(huán)境污染的問題，方法為：一、對產(chǎn)氫接種物進行處理，得到產(chǎn)氫菌群；二、取淀粉廢水，調(diào)節(jié)pH，然后接種產(chǎn)氫菌群進行培養(yǎng)，得到氫氣和有機酸發(fā)酵液；三、去除發(fā)酵液中的產(chǎn)氫菌群，調(diào)節(jié)pH，再接種微藻進行培養(yǎng)，培養(yǎng)后采收微藻，提取微藻中的油脂，即完成；本發(fā)明的產(chǎn)氫量為755.5-883.3mL H2/L工作體積，產(chǎn)油量為0.31-0.41g/L工作體積，COD去除率為79-84％。本發(fā)明應(yīng)用于生物能源和污水處理領(lǐng)域。
【IPC分類】C02F103-32, C02F3-32, C12P7-64, C02F3-34, C12P3-00
【公開號】CN104789603
【申請?zhí)枴緾N201510255888
【發(fā)明人】任南琪, 任宏宇, 劉冰峰, 孔凡英, 趙磊
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月19日