CN103642846A - 一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂 - Google Patents

一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，是由以下重量份的组分组成的：镁盐22～28份，钴盐0.40～0.65份，镍盐0.45～0.65份，锰盐0.45～0.65份，锌盐0.40～0.65份，钼酸铵或(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.45～0.60份，铜盐0.20～0.35份，硼酸0.40～0.55份。本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，可以应用于废水厌氧发酵沼气，以提高沼气中甲烷的含量。本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，含有多种微量元素，其搭配更为合理有效，添加到沼气发酵系统后，产甲烷情况有了明显改善。经实验证明，在以淀粉为主要底物的废水中，沼气中甲烷的含量可达80%以上，最高达到86%，而正常可维持甲烷含量在75%以上；对照组的沼气中甲烷含量一般维持在60%～65%。

Description

一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂
技术领域
本发明涉及一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂。
背景技术
废水在厌氧环境下，通过水解产酸菌与产甲烷菌共同作用，将大部分可生物降解有机物最终转化为沼气。沼气中的主要成分为甲烷与二氧化碳，另外还含有少量水蒸气、氮气、硫化氢与氨气，其中甲烷与二氧化碳约占沼气成分的90%以上，其余成分约占10%。一般认为甲烷占沼气总体积的50%～65%，二氧化碳占沼气总体积的35%～50%，其含量随环境条件、废水中有机物组成成分的不同而变化。提高沼气中有效成分甲烷的含量，可以提高沼气的品质与可利用性。在整个产沼气过程中，由于产甲烷菌代谢速度较产酸菌慢，所以产甲烷阶段是整个过程的限制阶段。如何提高产甲烷菌的数量与产甲烷速度，决定了整个过程的稳定性。合理添加微量元素可以促进甲烷菌的生长。公开号为CN103255179A的中国专利申请中公开了一种沼气发酵促进剂，由多种微量金属元素组成，其可提高沼气中甲烷含量，但其投加的微量元素种类不包括镁与硼（包括的是铁、钴、镍、锌），更重要的是，其产生的沼气中甲烷含量几乎无法达到70%。
发明内容
针对上述现有技术，为提高沼气中甲烷含量，本发明提供了一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，其可以促进甲烷菌生长，提高沼气中甲烷含量，降低二氧化碳含量，从而进一步提高沼气可利用性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，是由以下重量份的组分组成的：镁盐22～28份，钴盐0.40～0.65份，镍盐0.45～0.65份，锰盐0.45～0.65份，锌盐0.40～0.65份，钼酸铵或(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45～0.60份，铜盐0.20～0.35份，硼酸0.40～0.55份。
所述镁盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选MgSO4。
所述钴盐以以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选CoCl2·6H2O。
所述镍盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选NiCl2·6H2O。
所述锰盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选MnSO4·H2O。
所述锌盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选ZnSO4·7H2O。
所述铜盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在，优选CuSO4·5H2O。
进一步地，是由以下组分组成的（该配方对应于1000L的沼气发酵系统）：MgSO422～28g，CoCl2·6H2O0.40～0.65g，NiCl2·6H2O0.45～0.65g，MnSO4·H2O0.45～0.65g，ZnSO4·7H2O0.40～0.65g，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45～0.60g，CuSO4·5H2O0.20～0.35g，H3BO30.40～0.55g。
本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，应用时，添加到沼气发酵系统中，每天添加一次，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO422～28mg/L，CoCl2·6H2O0.40～0.65mg/L，NiCl2·6H2O0.45～0.65mg/L，MnSO4·H2O0.45～0.65mg/L，ZnSO4·7H2O0.40～0.65mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45～0.60mg/L，CuSO4·5H2O0.20～0.35mg/L，H3BO30.40～0.55mg/L。
本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，可以应用于废水厌氧发酵沼气，具体的应用方式为：将本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂均匀的随着水体进入厌氧发酵系统。
本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，含有多种微量元素，其搭配更为合理有效，添加到沼气发酵系统后，产甲烷情况有了明显改善。经实验证明，在以淀粉为主要底物的废水中，沼气中甲烷的含量可达80%以上，最高达到86%，而正常可维持甲烷含量在75%以上；对照组的沼气中甲烷含量一般维持在60%～65%。
本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，经实验证明，除可有效提高沼气中甲烷含量外，厌氧系统的抗冲击能力也能得到明显提高，当有机负荷突然增加导致系统发生酸化的异常状态后，系统仅需一周即可恢复稳定运行，而未加入促进剂的对照组一个月后依然没有恢复正常。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1制备提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂并进行应用
组分组成为：对应1000L沼气发酵系统，各组分用量为：MgSO425g，CoCl2·6H2O0.50g，NiCl2·6H2O0.50g，MnSO4·H2O0.55g，ZnSO4·7H2O0.55g，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.50g，CuSO4·5H2O0.30g，H3BO30.45g。
制备方法为：取各组分，混合，溶于水中，制成浓溶液，添加时，以液体形式添加到沼气发酵系统中。
应用：采用配制淀粉废水，淀粉浓度1000mg/L，COD3500～4000mg/L。置于20L玻璃EGSB厌氧反应器中，按体积比30%添加颗粒污泥（即：添加300克颗粒污泥），定容后，在36～37℃连续厌氧发酵培养60天。
所述颗粒污泥的粒径在0.1～3mm，密度为1.04～1.08g/cm3，为现有技术中的常规产品。本实施例所用污泥取自某污水处理厂厌氧罐内颗粒污泥。
设置实验组和对照组，实验组每天添加本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO425mg/L，CoCl2·6H2O0.50mg/L，NiCl2·6H2O0.50mg/L，MnSO4·H2O0.55mg/L，ZnSO4·7H2O0.55mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.50mg/L，CuSO4·5H2O0.30mg/L，H3BO30.45mg/L。对照组不添加。
实验结果：60天后，测定所产沼气中甲烷的含量（体积百分数）。结果：实验组沼气中甲烷含量86.2%，二氧化碳含量8.2%。对照组沼气中甲烷含量63.6%，二氧化碳含量30.3%。
实施例2制备提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂并进行应用
组分组成为：对应1000L沼气发酵系统，各组分用量为：MgSO424g，CoCl2·6H2O0.55g，NiCl2·6H2O0.55g，MnSO4·H2O0.50g，ZnSO4·7H2O0.50g，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.55g，CuSO4·5H2O0.25g，H3BO30.50g。
制备方法为：取各组分，混合，溶于水中，制成浓溶液，添加时，以液体形式添加到沼气发酵系统中。
应用：采用配制淀粉废水，淀粉浓度1000mg/L，COD3500～4000mg/L。置于20L玻璃EGSB厌氧反应器中，按体积比30%添加颗粒污泥（即：添加300克颗粒污泥），定容后，在36～37℃连续厌氧发酵培养60天。
所述颗粒污泥的粒径在0.1～3mm，密度为1.04～1.08g/cm3，为现有技术中的常规产品。本实施例所用污泥取自某污水处理厂厌氧罐内颗粒污泥。
设置实验组和对照组，实验组每天添加本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO424mg/L，CoCl2·6H2O0.55mg/L，NiCl2·6H2O0.55mg/L，MnSO4·H2O0.50mg/L，ZnSO4·7H2O0.50mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.55mg/L，CuSO4·5H2O0.25mg/L，H3BO30.50mg/L。对照组不添加。
实验结果：60天后，测定所产沼气中甲烷的含量（体积百分数）。结果：实验组沼气中甲烷含量83.4%，二氧化碳含量9.7%。对照组沼气中甲烷含量62.4%，二氧化碳含量31.5%。
实施例3制备提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂并进行应用
组分组成为：对应1000L沼气发酵系统，各组分用量为：MgSO422g，CoCl2·6H2O0.40g，NiCl2·6H2O0.65g，MnSO4·H2O0.65g，ZnSO4·7H2O0.40g，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45g，CuSO4·5H2O0.35g，H3BO30.55g。
制备方法为：取各组分，混合，溶于水中，制成浓溶液，添加时，以液体形式添加到沼气发酵系统中。
应用：采用配制淀粉废水，淀粉浓度1000mg/L，COD3500～4000mg/L。置于20L玻璃EGSB厌氧反应器中，按体积比30%添加颗粒污泥（即：添加300克颗粒污泥），定容后，在36～37℃连续厌氧发酵培养60天。
所述颗粒污泥的粒径在0.1～3mm，密度为1.04～1.08g/cm3，为现有技术中的常规产品。本实施例所用污泥取自某污水处理厂厌氧罐内颗粒污泥。
设置实验组和对照组，实验组每天添加本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO422mg/L，CoCl2·6H2O0.40mg/L，NiCl2·6H2O0.65mg/L，MnSO4·H2O0.65mg/L，ZnSO4·7H2O0.40mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45mg/L，CuSO4·5H2O0.35mg/L，H3BO30.55mg/L。对照组不添加。
实验结果：60天后，测定所产沼气中甲烷的含量（体积百分数）。结果：实验组沼气中甲烷含量81.8%，二氧化碳含量11.3%。对照组沼气中甲烷含量61.2%，二氧化碳含量33.4%。
实施例4制备提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂并进行应用
组分组成为：对应1000L沼气发酵系统，各组分用量为：MgSO428g，CoCl2·6H2O0.65g，NiCl2·6H2O0.45g，MnSO4·H2O0.45g，ZnSO4·7H2O0.65g，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.60g，CuSO4·5H2O0.20g，H3BO30.40g。
制备方法为：取各组分，混合，溶于水中，制成浓溶液，添加时，以液体形式添加到沼气发酵系统中。
应用：采用配制淀粉废水，淀粉浓度1000mg/L，COD3500～4000mg/L。置于20L玻璃EGSB厌氧反应器中，按体积比30%添加颗粒污泥（即：添加300克颗粒污泥），定容后，在36～37℃连续厌氧发酵培养60天。
所述颗粒污泥的粒径在0.1～3mm，密度为1.04～1.08g/cm3，为现有技术中的常规产品。本实施例所用污泥取自某污水处理厂厌氧罐内颗粒污泥。
设置实验组和对照组，实验组每天添加本发明的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO428mg/L，CoCl2·6H2O0.65mg/L，NiCl2·6H2O0.45mg/L，MnSO4·H2O0.45mg/L，ZnSO4·7H2O0.65mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.60mg/L，CuSO4·5H2O0.20mg/L，H3BO30.40mg/L。对照组不添加。
实验结果：60天后，测定所产沼气中甲烷的含量（体积百分数）。结果：实验组沼气中甲烷含量85.5%，二氧化碳含量8.8%。对照组沼气中甲烷含量64.9%，二氧化碳含量29.2%。

Claims (6)

1.一种提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，其特征在于：是由以下重量份的组分组成的：镁盐22～28份，钴盐0.40～0.65份，镍盐0.45～0.65份，锰盐0.45～0.65份，锌盐0.40～0.65份，钼酸铵或(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45～0.60份，铜盐0.20～0.35份，硼酸0.40～0.55份。
2.根据权利要求1所述的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，其特征在于：所述镁盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在；所述钴盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在；所述镍盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在；所述锰盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在；所述锌盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在；所述铜盐以硫酸盐、氯盐、磷酸盐的形式存在。
3.根据权利要求1或2所述的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂，其特征在于：所述镁盐为MgSO4；所述钴盐为CoCl2·6H2O；所述镍盐为NiCl2·6H2O；所述锰盐为MnSO4·H2O；所述锌盐为ZnSO4·7H2O；所述铜盐为CuSO4·5H2O。
4.权利要求1～3中任一项所述的提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂在增加废水厌氧发酵沼气中甲烷含量中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：将提高甲烷菌产甲烷比例的促进剂均匀的随着水体进入厌氧发酵系统。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：添加到沼气发酵系统中，每天添加一次，各组分的添加量按添加后浓度计，为：MgSO422～28mg/L，CoCl2·6H2O0.40～0.65mg/L，NiCl2·6H2O0.45～0.65mg/L，MnSO4·H2O0.45～0.65mg/L，ZnSO4·7H2O0.40～0.65mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.45～0.60mg/L，CuSO4·5H2O0.20～0.35mg/L，H3BO30.40～0.55mg/L。
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