CN104263764A - 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺 - Google Patents

一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN104263764A
CN104263764A CN201410467411.1A CN201410467411A CN104263764A CN 104263764 A CN104263764 A CN 104263764A CN 201410467411 A CN201410467411 A CN 201410467411A CN 104263764 A CN104263764 A CN 104263764A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acetic acid
seed sludge
homoacetogenic bacteria
enrichment
described step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410467411.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王晋
李习伟
林超
杨彦
李定龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201410467411.1A priority Critical patent/CN104263764A/zh
Publication of CN104263764A publication Critical patent/CN104263764A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54—Acetic acid

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明涉及废水厌氧高效产乙酸技术，具体地说是用富集同型产乙酸菌的接种污泥在厌氧条件下调整反应条件和基质浓度达到高效产乙酸的技术方法。本发明利用富集同型产乙酸菌的接种污泥在UASB反应器中使废水厌氧发酵，发酵过程中在UASB反应器中添加微量元素培养液保持微生物的活性；污泥厌氧发酵过程中通过初始pH值的调整、废水底物浓度的改变和种泥浓度的变化来抑制产甲烷菌活性、提高产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌活性，避免生成低附加值产品甲烷、高效生产乙酸，从而最终达到废物资源利用最大化的目的。

Description

一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺
技术领域
本发明涉及废水资源化利用技术，具体地说是一种利用富集同型产乙酸菌污泥在最佳理化条件和基质浓度下厌氧高效产乙酸的工艺。 
背景技术
同型产乙酸菌是一类能够通过厌氧乙酰辅酶A途径将两分子的二氧化碳还原为乙酸的厌氧微生物，具有强大的代谢能力；其最显著的特点在于将1分子葡萄糖生成3分子乙酸，理论产量达100％。同型产乙酸菌是一种分布极广、形态差异极大的微生物，既可以自养生活又可以异养生活，在厌氧污泥中占总微生物量的3％-11％；它每年大约生成1013kg乙酸，占整个厌氧产酸体系的10％；因此同型产乙酸菌在全球碳循环过程中占据一个非常重要的地位，同时具有工业应用的巨大潜力。 
厌氧发酵处理包括微生物分解/水解、产乙酸和产甲烷三个主要步骤。由于甲烷是可以导致全球变暖的温室气体，乙酸不仅是一种重要的生物化合物原料，也是厌氧消化过程中关键的中间产物。相比于厌氧发酵的终产物甲烷和氢气，乙酸是附加值更高的生物化学品。 
污泥具有丰富的有机质和微生物。利用其微生物降解有机质实现废物减量化处理和高产附加值产品，该过程物质繁多，过程复杂，尤其是产酸细菌降解有机质尚未用于大规模的废物处理中。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了为克服传统厌氧发酵处理有机质，产生 的沼气经济价值较低的缺陷，本发明提供一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，在泥源微生物上富集同型产乙酸菌，实现源头高产乙酸，保证厌氧高效产乙酸。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，包括如下步骤： 
步骤1)：将种泥、底物和微量元素培养液加入到反应器中，并除去反应器中的氧气； 
步骤2)：恒温搅拌发酵； 
所述步骤1)中的种泥为富集同型产乙酸菌的污泥。 
作为优选，所述步骤2)中恒温搅拌发酵之前还包括调节反应器内溶液的pH值，所述pH值为7-9，此为同型产乙酸菌的最适生长环境。 
作为优选，所述步骤1)中的种泥挥发性固体含量的浓度为5-7g/L。种泥浓度过高对底物的利用不充分；种泥浓度过低，则影响乙酸产量。 
作为优选，所述步骤1)中的底物COD为7000-10000mg/L。底物浓度过低不足以维持同型产乙酸菌的生长，过高则对发酵过程有抑制作用。 
具体地，所述步骤1)中的底物为糖蜜废水。 
作为优选，所述步骤1)中的反应器为UASB反应器。 
作为优选，所述步骤2)中恒温搅拌发酵温度为35±1℃中的温度。 
具体地，所述步骤1)中的微量元素培养液为0.5g/L NH4Cl、0.25g/L KH2PO4、0.25g/L K2HPO4、0.3g/L MgCl2·6H2O、0.025g/L FeCl3、0.0115g/L MnCl2·4H2O、0.016g/L NiSO4、0.025g/L CaCl2、0.0115g/L ZnCl2、0.0105g/L CoCl2·6H2O、0.005g/L CuCl2·2H2O的混合物。 
本发明的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺的有益效 果包括： 
(1)在泥源微生物上富集同型产乙酸菌，实现源头高产乙酸，保证末端乙酸产量不减。正常操作情况下，乙酸产量应维持在12g/L以上。 
(2)将溶液初始pH值、种泥浓度和底物浓度作为微生物活性影响因素进行调整达到高效产高附加值产品乙酸的目的； 
(3)该过程简单，能耗低，反应结束后发酵残留物可作土壤改良剂等用途。 
具体实施方式
实施例1 
在有效体积为5L的UASB反应器中加入114.94g的种泥，使反应器中种泥浓度为7g/L(种泥VS为30.45％)，加入COD为7000mg/L的糖蜜废水作为底物，通过添加适量2mol/L的NaOH将反应器溶液初始pH值调整为8，经35天发酵后，乙酸和总酸含量为3.63734g/L、7.115995g/L，其中乙酸所占比例为51.11％，COD去除率为89.2％。 
实施例2 
在有效体积为5L的UASB反应器中加入114.94g的种泥使反应器中种泥浓度为7gVS/L(种泥VS为30.45％)，加入COD为10000mg/L的糖蜜废水加入反应器作为底物，通过添加适量2mol/L的NaOH将反应器溶液初始pH值调整为8。经35天发酵后乙酸和总酸含量为5.615425g/L、7.115995g/L，其中乙酸所占比例为63.89％，COD去除率为92.4％。 
实施例3 
在有效体积为5L的UASB反应器中加入82.10g的种泥使反应器中种泥浓度为5gVS/L(种泥VS为30.45％)，加入COD为10000mg/L的糖蜜废水加入反应器作为底物，通过添加适量2mol/L的NaOH将反应器溶液初始pH值调整为8。经35天发酵后乙酸和总酸含量为6.48868g/L、10.942375g/L，其中乙酸所占比例为59.30％，COD去除率为94.0％。 
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 

Claims (8)

1.一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1）：将种泥、底物和微量元素培养液加入到反应器中，并除去反应器中的氧气；
步骤2）：恒温搅拌发酵；
所述步骤1）中的种泥为富集同型产乙酸菌的污泥。
2.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤2）中恒温搅拌发酵之前还包括调节反应器内溶液的pH值，所述pH值为7-9。
3.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤1）中的种泥挥发性固体含量的浓度为5-7 g/L。
4.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤1）中的底物COD为7000-10000mg/L。
5.如权利要求4所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤1）中的底物为糖蜜废水。
6.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤1）中的反应器为UASB反应器。
7.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤2）中恒温搅拌发酵温度为35±1℃中的温度。
8.如权利要求1所述的一种富集同型产乙酸菌的接种污泥厌氧高效产乙酸工艺，其特征在于：所述步骤1）中的微量元素培养液为0.5g/L NH4Cl、0.25g/L KH2PO4、0.25g/L K2HPO4、0.3g/L MgCl2·6H2O、0.025g/L FeCl3、0.0115g/L MnCl2·4H2O、0.016g/L NiSO4、0.025g/L CaCl2、0.0115g/L ZnCl2、0.0105g/L CoCl2·6H2O、0.005g/L CuCl2·2H2O的混合物。
CN201410467411.1A 2014-09-15 2014-09-15 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺 Pending CN104263764A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410467411.1A CN104263764A (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410467411.1A CN104263764A (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104263764A true CN104263764A (zh) 2015-01-07

Family

ID=52155342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410467411.1A Pending CN104263764A (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104263764A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105457970A (zh) * 2015-11-23 2016-04-06 常州大学 基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法
CN111087148A (zh) * 2019-12-12 2020-05-01 福建农林大学 一种抑制厌氧产甲烷混菌产甲烷的方法
CN113604401A (zh) * 2021-08-30 2021-11-05 同济大学 一种富集扩培互养型乙酸氧化细菌的方法
CN113697949A (zh) * 2021-08-20 2021-11-26 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 一种短流程厌氧反应器装置及高浓度有机废水预处理方法
CN114934078A (zh) * 2022-04-27 2022-08-23 浙江巨能环境工程有限公司 一种大规模污泥驯化促进同型产乙酸过程合成碳源的方法
CN115109725A (zh) * 2022-07-07 2022-09-27 中国科学院城市环境研究所 一种常温富集同型产乙酸菌的方法及其应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1928099A (zh) * 2006-09-05 2007-03-14 江南大学 一种用产氢产酸与耗氢产酸二相耦合工艺将废弃生物质转化为乙酸的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1928099A (zh) * 2006-09-05 2007-03-14 江南大学 一种用产氢产酸与耗氢产酸二相耦合工艺将废弃生物质转化为乙酸的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BING-JIE NI ET AL.: "Coupling Glucose Fermentation and Homoacetogenesis for Elevated Acetate Production: Experimental and Mathematical Approaches.", 《BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING》 *
MOHAN ET AL.: "Biohydrogen production from chemicalwastewater as substrate by selectively enriched anaerobic mixed consortia: Influence of fermentation pH and substrate composition.", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 *
王晋 等: "污泥厌氧消化中同型产乙酸菌富集研究", 《工业微生物》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105457970A (zh) * 2015-11-23 2016-04-06 常州大学 基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法
CN111087148A (zh) * 2019-12-12 2020-05-01 福建农林大学 一种抑制厌氧产甲烷混菌产甲烷的方法
CN113697949A (zh) * 2021-08-20 2021-11-26 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 一种短流程厌氧反应器装置及高浓度有机废水预处理方法
CN113697949B (zh) * 2021-08-20 2023-03-10 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 一种短流程厌氧反应器装置及高浓度有机废水预处理方法
CN113604401A (zh) * 2021-08-30 2021-11-05 同济大学 一种富集扩培互养型乙酸氧化细菌的方法
CN113604401B (zh) * 2021-08-30 2023-04-18 同济大学 一种富集扩培互养型乙酸氧化细菌的方法
CN114934078A (zh) * 2022-04-27 2022-08-23 浙江巨能环境工程有限公司 一种大规模污泥驯化促进同型产乙酸过程合成碳源的方法
CN114934078B (zh) * 2022-04-27 2024-04-02 浙江巨能环境工程有限公司 一种大规模污泥驯化促进同型产乙酸过程合成碳源的方法
CN115109725A (zh) * 2022-07-07 2022-09-27 中国科学院城市环境研究所 一种常温富集同型产乙酸菌的方法及其应用
CN115109725B (zh) * 2022-07-07 2024-02-27 中国科学院城市环境研究所 一种常温富集同型产乙酸菌的方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Budiman et al. Role of chemicals addition in affecting biohydrogen production through photofermentation
Kumar et al. A comprehensive overview on light independent fermentative hydrogen production from wastewater feedstock and possible integrative options
Patel et al. Integrating anaerobic digestion of potato peels to methanol production by methanotrophs immobilized on banana leaves
Guwy et al. Fermentative biohydrogen production systems integration
Johnravindar et al. Supplementing granular activated carbon for enhanced methane production in anaerobic co-digestion of post-consumer substrates
Yan et al. A comparison and evaluation of the effects of biochar on the anaerobic digestion of excess and anaerobic sludge
Pu et al. Hydrogen production from acidogenic food waste fermentation using untreated inoculum: Effect of substrate concentrations
CN104263764A (zh) 一种富集同型产乙酸菌污泥厌氧高效产乙酸工艺
Kongjan et al. Anaerobic digestion of skim latex serum (SLS) for hydrogen and methane production using a two-stage process in a series of up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor
Escamilla-Alvarado et al. A multivariable evaluation of biohydrogen production by solid substrate fermentation of organic municipal wastes in semi-continuous and batch operation
CN104529116A (zh) 一种利用纳米四氧化三铁提高厌氧消化产甲烷菌活性与产甲烷效率的方法
Zhu et al. The role of endogenous and exogenous hydrogen in the microbiology of biogas production systems
CN105695310A (zh) 有机废弃物梯级转化产能系统及方法
van Niel Biological processes for hydrogen production
Radjaram et al. Start up study of UASB reactor treating press mud for biohydrogen production
Zhang et al. An innovative intermittent-vacuum assisted thermophilic anaerobic digestion process for effective animal manure utilization and treatment
Rosa et al. Review of continuous fermentative hydrogen-producing bioreactors from complex wastewater
Lee et al. Bioaugmentation of Methanosarcina thermophila grown on biochar particles during semi-continuous thermophilic food waste anaerobic digestion under two different bioaugmentation regimes
CN110656133B (zh) 促进废弃活性污泥厌氧发酵生产中链脂肪酸的预处理方法
Muñoz-Páez et al. Re-fermentation of washed spent solids from batch hydrogenogenic fermentation for additional production of biohydrogen from the organic fraction of municipal solid waste
Ke et al. Enhanced anaerobic co-digestion performance by using surface-annealed titanium spheres at different atmospheres
Xu et al. Beyond the farm: Making edible protein from CO2 via hybrid bioinorganic electrosynthesis
Wanqin et al. Effects of Fe2+ on the anaerobic digestion of chicken manure: a batch study
Yang et al. Understanding and design of two-stage fermentation: A perspective of interspecies electron transfer
CN113430234B (zh) 一种外加电势强化厌氧微生物产中链脂肪酸的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150107