CN108315353A - 海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法 - Google Patents

海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法 Download PDF

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CN108315353A CN201810197257.9A CN201810197257A CN108315353A CN 108315353 A CN108315353 A CN 108315353A CN 201810197257 A CN201810197257 A CN 201810197257A CN 108315353 A CN108315353 A CN 108315353A
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Abstract

本发明涉及生物质能利用技术，旨在提供一种海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法。包括：取巨藻粉末与微藻粉末混合后用水稀释至呈糊状作为发酵原料，加入产氢反应器中，再加入产氢菌群，进行连续流发酵产氢气；将产氢发酵尾液送到产甲烷反应器中，再加入富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥，进行连续流厌氧发酵产甲烷；将产甲烷尾液回流至产氢反应器以维持产氢反应器pH值，并且补充随产氢发酵尾液流失的产氢菌群，剩余产甲烷尾液排入沼液处理系统。本发明通过海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷并结合沼液回流技术，避免了藻类生物质原料自身成分不均衡对发酵过程造成的抑制，使水力停留时间缩短30％，整体能量转化效率提高12～18％。

Description

海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法
技术领域
本发明涉及生物质能利用技术，特别涉及一种海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法。
背景技术
在能源危机和环境污染不断加剧的影响下，近年来利用可替代原料生产先进的生物能源已经日益引起人们的关注。为了提高能源产量，并缓解人们对第一代和第二代生物能源需要占用大量耕地所提出的可持续性质疑，大量研究已转向利用藻类生物质制取生物燃料。藻类生物能源克服了第一代生物燃料造成的“食物与燃料之争”(Murphy andThamsiriroj,2011)，同时又避免了第二代生物燃料制备过程中复杂的转化过程(Zheng etal.,2014)。水生藻类相比陆生植物，具有以下几大优势：(1)巨藻和微藻的生长速率和生物质产量相比农业作物更高(Dismukes et al.,2008；Tabassum et al.,2017)；(2)藻类的培养不需要农业耕地和大量淡水，并且将藻类培养和污水处理相结合还能取得环境和能源的双重效益(Wall et al.,2017)；(3)通过和高CO2浓度烟气结合培养等方式，藻类可以全年候提供稳定持续的生物质能生成的原料(Cheng et al.,2015)。
利用藻类生物质制取液体燃料(生物柴油和生物乙醇等)的研究已较为广泛(Sirajunnisa and Surendhiran,2016；Williams and Laurens,2010)，然而生物液体燃料制备过程消耗的能量往往远超生物质原料转化为生物氢气和生物甲烷等气体燃料所需的能量(Allen et al.,2015；Power and Murphy,2009；Stephenson et al.,2010)，导致其能量转化效率较低。此外，气体生物燃料产品具有更为丰富的利用方式，比如车用压缩天然气、注入天然气管网、内燃机直燃发电等(Sun et al.,2015)。
利用藻类生物质通过厌氧发酵的方式生成生物甲烷已有一定研究(etal.,2013；Sirajunnisa and Surendhiran,2016；Ward et al.,2014)，然而一些瓶颈难题限制了其应用前景。藻类中大分子有机物，如巨藻中的多酚类(Tabassum et al.,2016a)和微藻中的甘油三酯等，难以被微生物质直接消化，因此降低了藻类生物质的生物可降解性(Ward et al.,2014)。此外藻类坚韧的细胞壁结构限制了厌氧菌群与藻细胞内的可降解有机物的接触，从而限制了厌氧发酵产甲烷过程(et al.,2013)。通过两步法联产氢气甲烷则有望解决这一问题：在第一阶段产氢发酵过程中，厌氧发酵细菌在pH值为5-6的条件下在较短的停留时间内(2—4天)能高效降解大分子有机物(如碳水化合物和蛋白质等)成氢气、二氧化碳等气体和小分子可溶性代谢产物(如挥发性脂肪酸，乙醇，乳酸等)等(Xiaet al.,2016a)；在第二阶段甲烷发酵过程中，富含小分子挥发性有机酸、乙醇和乳酸等的第一阶段产氢发酵尾液可在pH值为7—8条件下被甲烷菌高效利用。因此，与一步法厌氧发酵单产甲烷相比，两步法联产氢气甲烷具可提高生物气产量、缩短整体停留时间并同时提高有机负荷，从而提高能量转化效率。Yang et al.(2011)以提完油脂后的栅藻残渣为发酵底物，发现批序式两步法联产氢气甲烷与一步法单产甲烷相比，甲烷产量提高了22％且能量效率提高了27％。Massanet-Nicolau et al.(2015)则以青草为底物进行了连续流两步法厌氧发酵联产氢气甲烷研究，发现其整体能量产率(11.74MJ/kgVS)比一步法单产甲烷提高了13.4％。中国专利文献CN1858213A(申请号CN200610049908.7)公开了一种用生物质及有机废弃物发酵法联产氢气和甲烷的方法，以马铃薯作为发酵底物的整体能量转换效率由一步法单纯产氢的19.3％提高到了两步法联产氢气和甲烷的51.2％。
藻类生物质内在成分不平衡也会影响到厌氧发酵过程(Herrmann et al.,2016)。微藻有机成分中含有大量的蛋白质，导致其碳氮比过低，而过量的氮元素在发酵过程中会生成游离态的氨从而严重抑制甲烷菌群生物活性(Chen et al.,2008)。而在最佳时间收获得到的一些巨藻生物质则含有大量的碳水化合物和较高的碳氮比(Tabassum et al.,2017)，这在一定程度上会导致氮缺乏从而限制发酵菌群基础代谢(Xia et al.,2016b)。对于藻类生物质来说，发酵的最佳碳氮比通常认为在20-30(Montingelli et al.,2015；Wardet al.,2014)。因此通过混合富含氮元素的微藻和富含碳元素的巨藻调节发酵底物的碳氮比有望提高藻类生物质厌氧发酵联产氢气甲烷的效果。
以上的研究都指出了通过两步法厌氧发酵氢气甲烷联产可以提高能量转化效率，而通过混合不同成分的生物质底物则有望提高产气效果。但是利用海洋巨藻和微藻混合生物质进行连续流厌氧发酵生产氢气和甲烷却尚未见研究报道，其能否连续稳定运行以提供稳定的氢气和甲烷能源值得深入研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法。
为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法，具体包括以下步骤：
(1)选取并收获碳氮质量比为25:1～30:1的海洋巨藻和碳氮质量比为4:1～8:1的微藻生物质，分别干燥后磨制成粒径50-150μm的粉末；取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；将混合物用水稀释至呈糊状作为发酵原料，稀释时控制发酵原料的比重为15～60kg/m3；
(2)将发酵原料加入有效容积为600m3的产氢反应器中，再加入占总发酵体积10％的产氢菌群；调节混合物的pH值至5.5后，在50℃条件下进行连续流发酵产氢气，控制发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天；
(3)将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，再加入占总发酵体积10％的富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥，调节产甲烷反应器内混合物的pH值为7.5，在37℃条件下进行连续流厌氧发酵产甲烷，控制产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天；
(4)持续将从产甲烷反应器排出的产甲烷尾液的1/3回流至产氢反应器，以维持产氢反应器在产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5，并且补充随产氢发酵尾液流失的产氢菌群，剩余2/3的产甲烷尾液则排入沼液处理系统。
本发明中，所述海洋巨藻是海带、紫菜或浒苔中的任意一种；所述微藻是螺旋藻、小球藻或微拟球藻中的任意一种。
本发明中，所述产氢菌群是由厌氧活性污泥在100℃条件下加热处理30分钟而获得；在使用前以碳氮质量比为20:1的巨藻和微藻混合物作为营养底物对产氢菌群按常规方式富集培养三次，每次三天。
本发明中，所述富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥来自任意运行良好的甲烷发酵罐，使用前以碳氮质量比为20:1的巨藻和微藻混合物作为营养底物按常规方式进行富集培养一次，共七天。
本发明中，在步骤(2)、(3)中，以摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液调节混合物的pH值。
本发明中，所述步骤(2)中，进入产氢反应器的发酵原料流量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液流量是150m3/d。
本发明中，所述步骤(3)中，进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液流量是150m3/d，排出的产甲烷尾液流量是150m3/d。
本发明中，所述步骤(4)中，每天回流至产氢反应器的产甲烷尾液流量是50m3/d，排入沼液处理系统的产甲烷尾液流量是100m3/d。
发明原理描述：
单独使用富含碳水化合物的海洋巨藻发酵生产生物燃气，导致碳氮质量比过高(25:1～30:1)，产氢菌群和产甲烷菌群所需的氮元素含量不足，无法维持基本的菌群代谢和生长，进而抑制了后续氢气和甲烷的生成；而单独使用富含蛋白质的微藻发酵生产生物燃气，导致碳氮质量比过低(4:1～8:1)，过量氮元素在菌群代谢过程中生成大量氨氮成分，反向抑制了菌群生产氢气和甲烷的生化过程。本发明利用微生物发酵需要合适比例的营养元素原理，通过将海洋巨藻和微藻按照适当碳氮比混合，利用藻类生物质各自成分之间碳元素和氮元素的互补机制，实现了发酵底物的碳氮元素平衡，避免了单一藻类成分对产氢和产甲烷菌群造成的代谢抑制，并提高了发酵联产氢气和甲烷产量。
由于发酵原料在产氢酸化反应过程中pH值不断降低，并且连续流产氢反应器中的水力停留时间较短，产氢菌群随着产氢发酵尾液的排出大量流失，易造成发酵过程失稳、产氢量下降。本发明利用呈弱碱性的产甲烷尾液中富含大量产氢菌群的原理，通过将部分产甲烷尾液回流至产氢反应器，以维持产氢反应器的pH值稳定在5.5，并且利用产氢反应器内高温(50℃)和酸性(pH＝5.5)条件抑制产甲烷菌群并激活产氢菌群，从而实现为产氢反应器补充产氢菌群的目的，维持了发酵产氢过程的高效稳定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用海洋巨藻和微藻生物质的混合方式调节了发酵原料成分并得到了优化的碳氮比，从而避免了藻类生物质原料自身成分不均衡对发酵过程造成的抑制，同时通过两步法厌氧发酵联产氢气和甲烷，在促进了产气效果的同时提高了厌氧发酵过程的稳定性并缩短了整体水力停留时间；通过产甲烷尾液回流至产氢反应器，维持了产氢反应器的pH值稳定，并且补充了随产氢尾液排出所快速流失的产氢菌群，从而能够保证连续流发酵产氢反应器的长期稳定高效运行。通过海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷并结合沼液回流技术，相对于同等处理能力的单一海洋巨藻或者单一微藻生物质厌氧发酵单产甲烷的方法，可使水力停留时间缩短约30％，同时整体能量转化效率提高约12～18％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法具体包括下述步骤：
(1)选取并收获碳氮质量比为25:1～30:1的海洋巨藻和碳氮质量比为4:1～8:1的微藻生物质，分别干燥后磨制成粒径50-150μm的粉末；取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；将混合物用水稀释至呈糊状作为发酵原料，稀释时控制发酵原料的比重为15～60kg/m3；
(2)将混合搅拌并稀释好的巨藻微藻混合发酵原料加入到有效容积为600m3的产氢反应器中，在发酵初始阶段加入经过热处理后富集的产氢菌群，其中总的发酵液体积为600m3，产氢菌群比例为总发酵体积的10％，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至5.5，维持产氢反应器温度为50℃进行连续流厌氧发酵产氢气。在连续流厌氧发酵产氢阶段，每天进入产氢反应器的发酵原料量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液量是150m3/d，发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天；根据不同的发酵原料的固体比重浓度，对应的产氢反应器有机负荷为3.75～15kg/m3/d。
(3)将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，在发酵初始阶加入富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥(占总发酵体积的10％)，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至7.5，维持产氢反应器温度为37℃进行连续流厌氧发酵产甲烷。在连续流厌氧发酵联产甲烷阶段，每天进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液量是150m3/d，排出的沼液量是150m3/d，产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天；根据不同的产氢发酵尾液的固体比重，对应的产甲烷反应器有机负荷为0.625～2.5kg/m3/d。
(4)在连续流厌氧发酵联产氢气和甲烷阶段，将每天从产甲烷反应器排出的产甲烷尾液的1/3回流至产氢反应器，流量为50m3/d，以维持产氢反应器在产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5，并且补充随产氢发酵尾液流失的产氢菌群；剩余2/3的产甲烷尾液则排入沼液处理系统，流量为100m3/d。
本发明中，所述产氢菌群由厌氧消化污泥加热处理并富集后得到的产氢菌群；其具体来源是取自任意运行良好的甲烷发酵罐的厌氧消化污泥。该菌群中主要包括丁酸梭菌、产气肠杆菌和阴沟肠杆菌等。在使用前对产氢菌群进行热处理并富集，具体是指将厌氧活性污泥加热处理(100℃，30分钟)后，以巨藻微藻混合物作为营养底物按常规方式进行富集培养(三次，每次三天)。
富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥取自任意运行良好的甲烷发酵罐，使用前用巨藻微藻混合物作为营养底物按常规方式进行富集培养(一次，共七天)。经检测，该厌氧消化污泥中富含有甲烷八叠球菌和甲烷杆菌等产甲烷菌群。
申请人承诺：从本专利申请之日起20年内向公众发放所述产氢菌群和所述富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥，以用于实现、利用本发明所述技术方案。
实施例1
将收获的海洋巨藻(海带，碳氮质量比25:1)和微藻(螺旋藻，碳氮质量比8:1)干燥后分别磨制成粉末(平均粒径100μm)，取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；用水进行稀释成比重为15kg/m3的海洋巨藻和微藻的糊状混合物作为发酵原料。将混合搅拌并稀释好的巨藻微藻混合发酵原料加入到有效容积为600m3的产氢反应器中，在发酵初始阶段加入经过热处理并经过富集的产氢菌群，其中总的发酵液体积为600m3，产氢菌群比例为总发酵体积的10％，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至5.5，维持产氢反应器温度为50℃进行连续流厌氧发酵产氢气。在连续流厌氧发酵产氢阶段，每天进入产氢反应器的发酵原料量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液量是150m3/d，发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天，产氢反应器有机负荷为3.75kg/m3/d，得到氢气产率为0.011Nm3/kg。将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，在发酵初始阶加入富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥(占总发酵体积的10％)，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至7.5，系统维持产氢反应器温度为37℃进行连续流厌氧发酵联产甲烷。在连续流厌氧发酵联产甲烷阶段，每天进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液量是150m3/d，排出的产甲烷尾液流量是150m3/d，其中50m3/d的产甲烷尾液回流到产氢反应器，以维持产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5并且补充产氢菌群，剩余的100m3/d产甲烷尾液排入沼液处理系统。产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天，产甲烷反应器有机负荷为0.625kg/m3/d，得到联产甲烷产率为0.195Nm3/kg。通过海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产生物氢气和甲烷，并结合产甲烷尾液回流，其整体能量转化效率达到了47.2％，相比一步法单产甲烷提高了18.6％，整体水力停留时间则由一步法的40天缩短到了两步法连续生产氢气甲烷的28天。
实施例2
将收获的海洋巨藻(紫菜，碳氮质量比27:1)和微藻(小球藻，碳氮质量比4:1)干燥后分别磨制成粉末(平均粒径50μm)，取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；用水进行稀释成比重为30kg/m3的海洋巨藻和微藻的糊状混合物作为发酵原料；将混合搅拌并稀释好的巨藻微藻混合发酵原料加入到有效容积为600m3的产氢反应器中，在发酵初始阶段加入经过热处理并经过富集的产氢菌群，其中总的发酵液体积为600m3，产氢菌群比例为总发酵体积的10％，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至5.5，维持产氢反应器温度为50℃进行连续流厌氧发酵产氢气。在连续流厌氧发酵产氢阶段，每天进入产氢反应器的发酵原料量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液量是150m3/d，发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天，产氢反应器有机负荷为7.5kg/m3/d，得到氢气产率为0.044Nm3/kg。将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，在发酵初始阶加入富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥(占总发酵体积的10％)，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至7.5，系统维持产氢反应器温度为37℃进行连续流厌氧发酵联产甲烷。在连续流厌氧发酵联产甲烷阶段，每天进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液量是150m3/d，排出的产甲烷尾液流量是150m3/d，其中50m3/d的产甲烷尾液回流到产氢反应器，以维持产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5并且补充产氢菌群，剩余的100m3/d产甲烷尾液排入沼液处理系统。产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天，产甲烷反应器有机负荷为1.25kg/m3/d，得到联产甲烷产率为0.183Nm3/kg。通过海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产生物氢气和甲烷，并结合产甲烷尾液回流，其整体能量转化效率达到了44.6％，相比一步法单产甲烷提高了12.1％，整体水力停留时间则由一步法的40天缩短到了两步法连续生产氢气甲烷的28天。
实施例3
将收获的海洋巨藻(浒苔，碳氮质量比30:1)和微藻(微拟球藻，碳氮质量比6:1)粉末(平均粒径150μm)，取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；用水进行稀释成比重为60kg/m3的海洋巨藻和微藻的糊状混合物作为发酵原料；将混合搅拌并稀释好的巨藻微藻混合发酵原料加入到有效容积为600m3的产氢反应器中，在发酵初始阶段加入经过热处理并经过富集的产氢菌群，其中总的发酵液体积为600m3，产氢菌群比例为总发酵体积的10％，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至5.5，维持产氢反应器温度为50℃进行连续流厌氧发酵产氢气。在连续流厌氧发酵产氢阶段，每天进入产氢反应器的发酵原料量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液量是150m3/d，发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天，产氢反应器有机负荷为15kg/m3/d，得到氢气产率为0.015Nm3/kg。将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，在发酵初始阶加入富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥(占总发酵体积的10％)，用摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液将pH调节至7.5，系统维持产氢反应器温度为37℃进行连续流厌氧发酵联产甲烷。在连续流厌氧发酵联产甲烷阶段，每天进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液量是150m3/d，排出的产甲烷尾液流量是150m3/d，其中50m3/d的产甲烷尾液回流到产氢反应器，以维持产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5并且补充产氢菌群，剩余的100m3/d产甲烷尾液排入沼液处理系统。产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天，产甲烷反应器有机负荷为2.5kg/m3/d，得到联产甲烷产率为0.190Nm3/kg。通过海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产生物氢气和甲烷，并结合产甲烷尾液回流，其整体能量转化效率达到了46.0％，相比一步法单产甲烷提高了15.6％，整体水力停留时间则由一步法的40天缩短到了两步法连续生产氢气甲烷的28天。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种海洋巨藻和微藻混合发酵连续生产氢气和甲烷的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)选取并收获碳氮质量比为25:1～30:1的海洋巨藻和碳氮质量比为4:1～8:1的微藻生物质，分别干燥后磨制成粒径50-150μm的粉末；取巨藻粉末与微藻粉末混合均匀，控制两者质量比使得最终混合物的碳氮质量比为20:1；将混合物用水稀释至呈糊状作为发酵原料，稀释时控制发酵原料的比重为15～60kg/m3；
(2)将发酵原料加入有效容积为600m3的产氢反应器中，再加入占总发酵体积10％的产氢菌群；调节混合物的pH值至5.5后，在50℃条件下进行连续流发酵产氢气，控制发酵原料在产氢反应器中的水力停留时间为4天；
(3)将产氢发酵尾液泵送到有效容积为3600m3的产甲烷反应器中，再加入占总发酵体积10％的富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥，调节产甲烷反应器内混合物的pH值为7.5，在37℃条件下进行连续流厌氧发酵产甲烷，控制产氢发酵尾液在产甲烷反应器中的水力停留时间为24天；
(4)持续将从产甲烷反应器排出的产甲烷尾液的1/3回流至产氢反应器，以维持产氢反应器在产氢酸化反应过程中的pH值稳定在5.5，并且补充随产氢发酵尾液流失的产氢菌群，剩余2/3的产甲烷尾液则排入沼液处理系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海洋巨藻是海带、紫菜或浒苔中的任意一种；所述微藻是螺旋藻、小球藻或微拟球藻中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产氢菌群是由厌氧活性污泥在100℃条件下加热处理30分钟而获得；在使用前以碳氮质量比为20:1的巨藻和微藻混合物作为营养底物对产氢菌群按常规方式富集培养三次，每次三天。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富含产甲烷菌群的厌氧消化污泥来自任意运行良好的甲烷发酵罐，使用前以碳氮质量比为20:1的巨藻和微藻混合物作为营养底物按常规方式进行富集培养一次，共七天。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)、(3)中，以摩尔浓度为1mol/L的NaOH溶液调节混合物的pH值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，进入产氢反应器的发酵原料流量是100m3/d，排出的产氢发酵尾液流量是150m3/d。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，进入产甲烷反应器的产氢发酵尾液流量是150m3/d，排出的产甲烷尾液流量是150m3/d。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，每天回流至产氢反应器的产甲烷尾液流量是50m3/d，排入沼液处理系统的产甲烷尾液流量是100m3/d。
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