CN110066742B - 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用 - Google Patents

一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110066742B
CN110066742B CN201910455419.9A CN201910455419A CN110066742B CN 110066742 B CN110066742 B CN 110066742B CN 201910455419 A CN201910455419 A CN 201910455419A CN 110066742 B CN110066742 B CN 110066742B
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
coal
rank coal
angel
rank
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.)
Active
Application number
CN201910455419.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110066742A (zh
Inventor
马力通
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.)
Inner Mongolia University of Science and Technology
Original Assignee
Inner Mongolia University of Science and Technology
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 Inner Mongolia University of Science and Technology filed Critical Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority to CN201910455419.9A priority Critical patent/CN110066742B/zh
Publication of CN110066742A publication Critical patent/CN110066742A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110066742B publication Critical patent/CN110066742B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • C12N1/18—Baker's yeast; Brewer's yeast
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • 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
    • C12P3/00—Preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide
    • 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
    • C12P39/00—Processes involving microorganisms of different genera in the same process, simultaneously
    • 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
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明属于煤炭资源化应用技术领域，具体涉及一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，并公开其制备方法与应用。本发明所述用于褐煤、低变质烟煤(长焰煤、不黏煤、弱黏煤)等低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，精选以安琪酿酒曲、安琪酿酒高活性干酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲和酿醋用醋酸菌为有效成分进行精确复配，借助于复合菌剂微生物的协同作用，从而将低阶煤特定化学键断裂、解离，并利用相应官能团转化为生物甲烷、生物氢气等绿色低碳能源，可以实现对低阶煤的有效降解，在不添加外源营养物质的条件下，实现低阶煤的高碳资源低碳转化，有助于提高生物燃料的产气量，提高低阶煤转化为清洁能源的效率，生物催化效率较高。

Description

一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用
技术领域
本发明属于煤炭资源化应用技术领域，具体涉及一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，并进一步公开其制备方法与应用。
背景技术
太阳能是地球上几乎一切能量的源泉，生物质则是太阳能循环转化的载体，现代工业发展的能源基础--煤炭、石油、天然气均是古代生物质埋藏在地下，经微生物和地质化学的共同作用演变而来。在未来相当长的时期内，化石能源在中国能源结构中仍然会占据主体地位，尤其是我国以煤为主的能源结构在未来相当长的时期内不会改变。而随着保护生态环境、应对气候变化的压力日益增大，迫切需要传统能源的绿色转型。其中，以生物甲烷和生物氢气为代表的清洁能源的崛起，更是促进了清洁能源的飞速发展。经过微生物发酵可以将低阶煤转化成生物甲烷、生物氢气等能源产品，生物能源可以根据存在形式分为生物气体燃料(生物甲烷、生物氢气)和生物液体燃料(生物乙醇即燃料乙醇),在能源效率和理论能量回收率方面气体生物燃料不逊于液体生物燃料，而气体燃料在原料利用范围方面相对于液体生物燃料具有明显的优势。气体燃料中生物甲烷(生物天然气，Biogas、Biomethane)、生物氢气统称为生物燃气。
现阶段我国煤炭利用方式以粗放型为主，其中，以燃煤电厂、工业锅炉、窑炉等为主的大型工业用煤再加上散烧煤消耗了80％以上的煤炭，而以直接燃烧为主的煤炭使用方式，基本上只利用了煤炭的燃料属性，不仅造成煤炭分子中大多数有用成分的浪费和经济损失，还将部分资源转变成污染环境的排放物，造成大气污染、产生雾霾问题。煤炭巨大的使用量和相对粗放的利用方式是大气污染愈演愈烈的根本原因，因此，改变煤炭的利用方式，开发多种技术相耦合，能够梯级利用煤炭资源，清洁、高效、环保的煤炭转化利用技术是当前我国新型煤化工的发展方向。
根据煤化程度的不同，煤炭可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤，其中，褐煤、低变质烟煤(长焰煤、不黏煤、弱黏煤)构成低阶煤。我国已探明的低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤和弱黏煤)资源储量在2000亿t以上，约占我国煤炭蕴藏量的50％(其中褐煤约占13％)，产量约占目前总量的30％。低阶煤资源大量蕴藏于西北、中北、东北地区，如新疆、陕西、内蒙古、宁夏、黑龙江等地。中国的资源禀赋决定了不可能去煤化，因此，低阶煤利用是煤炭洁净转化的一个重要基础条件和发展趋势，而如何清洁利用我国丰富的低阶煤资源，实现利用效率和经济效益最大化，是新型煤化工产业重要的课题。
低阶煤是煤化初期的低变质产物，其特点为煤化程度低、发热量低、热稳定性差、粘结性差、易燃易碎、不宜直接燃烧和远距离运输，密度小和含水量高(约40％)，同时易于挥发、自燃和风化，并且具有较强的化学活性；而且，由于低阶煤中含有的有机质十分难于降解，也严重制约了低阶煤进行适合的微生物转化应用。因此，要想实现对低阶煤的高效清洁综合利用，必须要根据其自然特征及结构特点，从而制定针对性的处理对策和工艺路线，才能形成低阶煤清洁利用的可行性路径。
如中国专利CN103074378A公开了一种用于沼气发酵的复合生物制剂，所述复合生物制剂组成包括：中温α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、中性木聚糖酶、酸性木聚糖酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、枯草芽孢杆菌剂、泡盛曲霉菌剂、康宁木霉菌剂、碳酸钙和尿素。所述复合生物制剂可有效提高沼气的产气量及甲烷的含量。
又如中国专利CN104805125A公开了一种沼气工程菌剂，具体是一种以有机废弃物污泥或沼液为原料，通过混菌培养和固定化厌氧发酵微生物菌群制备沼气工程专用菌剂；与将单一菌种分别培养然后按比例混合制备菌剂的现有技术相比，利用污泥或沼液混菌培养制备的菌剂，获得的菌剂不仅微生态稳定，而且能够显著缩短沼气工程发酵周期，提高沼气得率，提高沼气工程经济效益。
但是，生物甲烷和生物氢气的转化过程中涉及多菌群、多相(气相-液相-固相共存)和多反应过程。多反应过程涉及水解、产酸和产甲烷(产氢气)三个基本阶段，每个阶段涉及生存条件各异的(各自对可发酵糖、挥发性脂肪酸、氢气、乙酸、甲醇等的营养需要、pH、最适生长温度差别)微生物菌群形成的多级互营代谢网络，是由微生物主导的生物化学反应。因此，微生物菌群的构成决定其产甲烷和/或产氢气功能。菌群中微生物的生命过程是在多孔介质中发生的传热传质和生化反应的复杂热物理过程，与常见的有机底物如碳水化合物相比，由于低阶煤结构复杂且不易降解，并不是理想的微生物转化底物。因此，如何在低阶煤转化为生物甲烷和/或生物氢气等生物燃气的过程中降低成本，实现低成本高得率的规模化生产，降低对环境造成的污染，成为本领域技术人员研究的热点。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，以提高低阶煤的生物可降解性，从而实现在不添加外源营养物质的条件下，提高产气量、降低转化成本、促进工业化生产；
本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种基于上述复合微生物菌剂实现低阶煤生产生物甲烷和/或氢气的方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：
安琪酿酒曲10-20wt％；
安琪酿酒高活性干酵母30-40wt％；
安琪香霸酿造复合功能菌15-25wt％；
古田红曲10-20wt％；
酿醋用醋酸菌25-35wt％。
优选的，所述安琪酿酒曲包括酵母、根霉和食品添加剂，所述添加剂为诸如淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、植酸酶等酶制剂。酵母代谢产生乙醇和二氧化碳，在产甲烷菌作用下二氧化碳能够与氢气反应生成甲烷。根霉既能产糖化酶，也能产液化酶(α-淀粉酶)，但根霉菌产糖化酶的能力更强且活性高。由于低阶煤含有腐植酸，腐植酸的Stevenson结构模型，其分子结构中含有可降解的糖残基(Sugar residue)，根霉菌产糖化酶、液化酶，能够作用在糖残基中C-O键，使腐植酸中的糖残基脱落，产生甘露糖、葡萄糖、核糖、鼠李糖等，同时根霉菌分解的糖分大大增加了其他微生物的养分，促进微生物生长旺盛，促进产气量增加。食品添加剂包含α-淀粉酶、葡糖淀粉酶、植酸酶，其中，α-淀粉酶，可从内部随机切开淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子的α-1,4糖苷键，主要水解产物为葡萄糖、麦芽糖、糊精；葡糖淀粉酶，能水解液态淀粉中的α-1.4糖苷键和α-1.6糖苷键。低阶煤含有腐植酸，腐植酸的Stevenson结构模型，其分子结构中含有可降解的糖残基(Sugar residue)，α-淀粉酶、葡糖淀粉酶能够作用在糖残基中C-O键，使腐植酸中的糖残基脱落，产生甘露糖、葡萄糖、核糖、鼠李糖等被微生物利用，从而促进气体清洁能源的产生。
优选的，所述安琪酿酒高活性干酵母包括酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。酿酒酵母能够发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及半乳糖，具有耐酸、耐渗透压和代谢效率高等特点，能够适应厌氧发酵过程中水解、产酸阶段的pH变化，酵母菌可以加速有机物的水解，应用于生物甲烷(氢气)发酵对乙酸的生成具有促进的作用，而且产甲烷菌利用乙酸、氢和二氧化碳合成甲烷，乙酸生成越多，甲烷得率越高。
优选的，所述安琪香霸酿造复合功能菌包含酵母菌、霉菌和麸皮。所述安琪香霸酿造复合功能菌原本适用于以大米、高粱、玉米、小麦、薯类等为原料的酒(生料酒、熟料酒)、醋酿造过程中的产酯增香，在发酵酯化阶段提高乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、β-苯乙醇等主体芳香物质的含量。本发明将增加酿酒的香气，改善酒质的安琪香霸酿造复合功能菌应用到低阶煤转化中，低阶煤含有腐植酸，腐植酸的Stevenson结构模型，其分子结构中含有可降解的糖残基(Sugar residue)，添加安琪香霸酿造复合功能菌中的酵母菌、霉菌能够作用在糖残基中C-O键，使腐植酸中的糖残基脱落，产生甘露糖、葡萄糖、核糖、鼠李糖等，促进相关厌氧微生物生长旺盛，从而促进生物甲烷和生物氢气的产生。此外，麸皮富含对氨基苯甲酸，可转化为苯甲酸，苯甲酸脱去CO2生成邻苯二酚，进而分解产生丙酮酸和乙酰-CoA，能够参与TCA循环提高产甲烷菌或产氢菌的活性，促使甲烷或氢气合成，从而改善了低阶煤生产生物甲烷和生物氢气的产气性能。
优选的，所述古田红曲包括红曲霉菌(Monascus sp.)。所述红曲霉菌生长代谢过程中可产生红色天然色素，在东南亚被用来作为加工传统食品的微生物，在我国被广泛运用于酿酒、腐乳、食醋、食品色素、中药等方面。红曲霉菌还可产生各种丰富酶类，如糖化酶、淀粉酶、酯化酶等。但是，红曲菌也会产生一种具有致癌活性的真菌毒素—桔霉素，有抑制细菌生长的作用，因此需要控制添加剂量进而控制桔霉素的产生。古田红曲产生的糖化酶、淀粉酶能够催化糖苷键水解，低阶煤含有腐植酸，腐植酸的Stevenson结构模型，其分子结构中含有可降解的糖残基(Sugar residue)，添加古田红曲在发酵体系中能够代谢产生淀粉酶、糖化酶作用在糖残基中C-O键，使腐植酸中的糖残基脱落，产生甘露糖、葡萄糖、核糖、鼠李糖等被微生物利用，从而促进气体清洁能源的产生。
优选的，所述酿醋用醋酸菌包括巴氏醋酸杆菌AS.1.41和/或巴氏醋酸杆菌沪酿1.01。由于低阶煤中的复杂有机化合物被水解细菌分解成更简单的分子，例如：多环芳烃、单芳香族羧酸、酮、单环芳烃、长链烷烃和长链脂肪酸；然后这些分子在产酸菌(产氢菌、产乙酸菌)的作用下，进一步分解转化为短链挥发性脂肪酸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等，最终在产乙酸菌作用下，转化为乙酸以及CO2和氢气，并且为产甲烷菌的生长提供有利的代谢条件和产物，促进生物甲烷的生成。乙酸又称醋酸(36％-38％)、冰醋酸(98％)，低阶煤转化体系中，反应初期添加醋酸菌，能够补充发酵体系中的产酸菌，促进短链挥发性脂肪酸生成乙酸，进而产生生物甲烷和生物氢气。
本发明还公开了一种制备所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂的方法，即包括取选定量的所述安琪酿酒曲、安琪酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲和酿醋用醋酸菌进行混匀的步骤。
本发明还公开了所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂在低阶煤生产清洁能源领域的应用。
本发明还公开了一种利用低阶煤生产生物燃气的方法，包括将所述的复合微生物菌剂与低阶煤进行混合，并进行厌氧反应的步骤，所述复合微生物菌剂与低阶煤的质量比为5-10：100。
进一步的，所述的利用低阶煤生产生物燃气的方法，还包括加入厌氧活性污泥的步骤。
优选的，所述低阶煤为褐煤、低变质烟煤中的至少一种或两者复合使用，褐煤经变质作用转变成烟煤直至无烟煤；
所述低变质烟煤进一步包括长焰煤、不黏煤和/或弱黏煤。
在生物甲烷和生物氢气的厌氧发酵过程，是多因素共同作用的综合性发酵，其发酵受多种因素影响，如菌种、接种量、发酵培养基及其营养组成、发酵温度、发酵pH值等。
本发明所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，基于煤化学与煤质分析原理和厌氧发酵原理，从厌氧发酵原理和低阶煤结构与化学性质出发，精选以安琪酿酒曲、安琪高活性干酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲和酿醋用醋酸菌为有效成分进行精确复配制备复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂直接作用于以有机质和腐殖酸为主要成分的低阶煤(即褐煤、低变质烟煤中的长焰煤、不黏煤、弱黏煤)，借助于复合微生物菌剂的协同作用，从而将低阶煤特定化学键断裂、解离，并利用相应官能团转化为生物甲烷和/或生物氢气等绿色低碳能源，可以实现对低阶煤的有效生物降解，在可以不添加外源营养物质的条件下，实现低阶煤的高碳资源低碳转化，有助于提高生物甲烷和/或氢气的产气量，提高低阶煤转化为清洁能源的效率，生物催化效率较高，有助于促进其工业化生产，对中国低阶煤的低碳转化具有重大意义。
本发明所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，基于安琪酿酒曲、安琪酿酒高活性干酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲、酿醋用醋酸菌等商业化菌剂，开发出的复合微生物菌剂针对性强、作用效果明显，大幅度提高低阶煤生产清洁气体能源的得率。同时，采用商品化菌剂复配，省去斜面菌种培养、种子扩大培养、发酵培养基中扩大培养的环节，减少生产环节、节省设备投资，保证了得到的复合微生物菌剂的质量稳定性和生产便捷性，适合于工业化大生产，同时拓宽了目前商业化菌剂的应用范围。
具体实施方式
本发明下述实施例中：
所述安琪酿酒曲、安琪酿酒高活性干酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲、酿醋用醋酸菌，皆可在京东、天猫等电商官网同名采购。
实施例1
本实施例所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：安琪酿酒曲10wt％，安琪酿酒高活性干酵母30wt％，安琪香霸酿造复合功能菌15wt％，古田红曲10wt％，酿醋用醋酸菌(巴氏醋酸杆菌AS.1.41)35wt％。
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目的褐煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加按比例称取、混匀的总计4.5g上述复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃高温进行产甲烷实验，产气量在第2天达到了最高，产气量为1032.4mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为2496.2mL。
而本实施例对照(厌氧活性污泥+复合微生物菌剂)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，不添加褐煤，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃高温进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为678.4mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为1156.1mL。
而本实施例另一对照(厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和90g粉碎至100目的褐煤，不添加复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃高温进行产甲烷实验，产气量在第5天达到了最高，产气量为33.9mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为112.7mL。
实施例2
本实施例所述用于低阶煤炭生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：安琪酿酒曲10wt％，安琪酿酒高活性干酵母30wt％，安琪香霸酿造复合功能菌15wt％，古田红曲10wt％，酿醋用醋酸菌(巴氏醋酸杆菌AS.1.41)35wt％。
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目褐煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加按比例称取、混匀的总计4.5g上述复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在30℃中温进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为1459.8mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为3045.1mL。
而本实施例对照(厌氧活性污泥+复合微生物菌剂)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，不添加褐煤，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在30℃中温进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为1097.2mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为1604.4mL。
而本实施例另一对照(厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和90g粉碎至100目褐煤，不添加复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在30℃中温进行产甲烷实验，产气量在第5天达到了最高，产气量为30.5mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为160.4mL。
实施例3
本实施例所述用于低阶煤炭生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：安琪酿酒曲10wt％，安琪酿酒高活性干酵母30wt％，安琪香霸酿造复合功能菌15wt％，古田红曲10wt％，酿醋用醋酸菌(巴氏醋酸杆菌AS.1.41)35wt％。
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目褐煤90g，添加200mL经过100℃加热30min杀死产甲烷菌的厌氧活性污泥，再添加按比例称取、混匀的总计4.5g上述复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产氢气实验，产氢气量在第2天达到了最高，产氢气量为1080.3mL，之后产氢气量逐步下降，直至停止产氢气，累积总产氢气量为2679.2mL。
而本实施例对照(经过100℃加热30min杀死产甲烷菌的厌氧活性污泥+复合微生物菌剂)，反应体系中只有纯净水、经过100℃加热30min杀死产甲烷菌的厌氧活性污泥200mL和按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产氢气实验，产氢气量在第1天达到了最高，产氢气量为832.8mL，之后产氢气量逐步下降，直至停止产氢气，累积总产氢气量为1298.2mL。
而本实施例另一对照(经过100℃加热30min杀死产甲烷菌的厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、经过100℃加热30min杀死产甲烷菌的厌氧活性污泥200mL和90g粉碎至100目褐煤，不添加复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产氢气实验，产氢气量在第2天达到了最高，产氢气量为60.2mL，之后产氢气量逐步下降，直至停止产氢气，累积总产氢气量为135.3mL。
实施例4
本实施例所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：安琪酿酒曲10wt％，安琪酿酒高活性干酵母30wt％，安琪香霸酿造复合功能菌15wt％，古田红曲10wt％，酿醋用醋酸菌(巴氏醋酸杆菌AS.1.41)35wt％。
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目不黏煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为960mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为2267.2mL。
而本实施例对照(厌氧活性污泥+复合微生物菌剂)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为635.4mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为1082.1mL。
而本实施例另一对照(厌氧活性污泥+不黏煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和90g粉碎至100目不黏煤，不添加复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第2天达到了最高，产气量为45mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为90.7mL。
实施例5
本实施例所述用于低阶煤炭生产生物燃气的复合微生物菌剂，包括如下质量含量的组分：安琪酿酒曲20wt％，安琪酿酒高活性干酵母30wt％，安琪香霸酿造复合功能菌15wt％，古田红曲10wt％，酿醋用醋酸菌(巴氏醋酸杆菌AS.1.41)25wt％。
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目褐煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第2天达到了最高，产气量为874.2mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为2016.5mL。
本实施例对照(厌氧活性污泥+复合微生物菌剂)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和按比例称取、混匀的总计4.5g复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第1天达到了最高，产气量为960.4mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为1298.7mL。
而本实施例另一对照(厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和90g粉碎至100目褐煤，不添加复合微生物菌剂，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第5天达到了最高，产气量为33.9mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为112.7mL。
对比例1
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目褐煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加4.5g古田红曲，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，第1天的产气量最多，为300mL，累积总产气量为672.4mL。
而本对比例对照(厌氧活性污泥+古田红曲)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和4.5g古田红曲，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，第2天的产气量最多，为150mL，累积总产气量为426.2mL。
而本对比例另一对照(厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和粉碎至100目褐煤90g，不添加古田红曲，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第5天达到了最高，产气量为33.9mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为112.7mL。
对比例2
在500mL厌氧反应瓶中加入粉碎至100目褐煤90g，添加200mL厌氧活性污泥，再添加4.5g安琪酿酒高活性干酵母，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，第1天的产气量最多，为360mL，累积总产气量为1026.4mL。
而本对比例对照(厌氧活性污泥+安琪酿酒高活性干酵母)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和4.5g安琪酿酒高活性干酵母，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，第1天的产气量最多，为190.5mL，累积总产气量为531.2mL。
而本对比例另一对照(厌氧活性污泥+褐煤)，反应体系中只有纯净水、200mL厌氧活性污泥和粉碎至100目褐煤90g，不添加安琪酿酒高活性干酵母，补充纯净水直到总反应体系为450mL，调节pH为7.0，在50℃进行产甲烷实验，产气量在第5天达到了最高，产气量为33.9mL，之后产气量逐步下降，直至停止产气，累积总产气量为112.7mL。
从上述实验数据可知，本发明所述用于低阶煤生产生物甲烷和/或氢气的复合微生物菌剂，以安琪酿酒曲、安琪酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲和酿醋用醋酸菌为有效成分进行精确复配，可以实现对低阶煤的有效生物降解，在可以不添加外源营养物质的条件下，实现低阶煤的高碳资源低碳转化，有助于提高生物燃气即生物甲烷和/或氢气的产气量，生物催化效率较高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，其特征在于，包括如下质量含量的组分：
安琪酿酒曲10-20wt%；
安琪酿酒高活性干酵母30wt%；
安琪香霸酿造复合功能菌15wt%；
古田红曲10wt%；
酿醋用醋酸菌25-35wt%；
所述酿醋用醋酸菌包括巴氏醋酸杆菌AS.1.41和/或巴氏醋酸杆菌沪酿1.01。
2.根据权利要求1所述的用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，其特征在于，所述安琪酿酒曲包括酵母、根霉和食品添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，其特征在于，所述安琪酿酒高活性干酵母包括酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。
4.根据权利要求1或2所述的用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，其特征在于，所述安琪香霸酿造复合功能菌包含酵母菌、霉菌和麸皮。
5.根据权利要求1或2所述的用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂，其特征在于，所述古田红曲包括红曲霉菌（Monascus sp.）。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂的方法，其特征在于，包括取选定量的所述安琪酿酒曲、安琪酿酒高活性干酵母、安琪香霸酿造复合功能菌、古田红曲和酿醋用醋酸菌进行混匀的步骤。
7.权利要求1-5任一项所述用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂在低阶煤生产清洁能源领域的应用。
8.一种利用低阶煤生产生物燃气的方法，其特征在于，包括将权利要求1-5任一项所述的复合微生物菌剂与低阶煤进行混合，并进行厌氧反应的步骤，所述复合微生物菌剂与低阶煤的质量比为5-10：100。
9.根据权利要求8所述的利用低阶煤生产生物燃气的方法，其特征在于，所述低阶煤包括褐煤、低变质烟煤中的至少一种或两者复合使用；
所述低变质烟煤包括长焰煤、不黏煤和/或弱黏煤。
CN201910455419.9A 2019-05-28 2019-05-28 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用 Active CN110066742B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910455419.9A CN110066742B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910455419.9A CN110066742B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110066742A CN110066742A (zh) 2019-07-30
CN110066742B true CN110066742B (zh) 2022-02-01

Family

ID=67371870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910455419.9A Active CN110066742B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110066742B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112694370A (zh) * 2021-02-01 2021-04-23 延边兴林生物科技有限公司 一种提高农作物抗逆性的生物有机肥及其制备方法和应用
CN113817781B (zh) * 2021-09-30 2024-03-26 内蒙古科技大学 一种稀土助剂及其制备方法
CN114291989A (zh) * 2021-12-10 2022-04-08 同济大学 一种利用铁/炭/生物酶耦合技术提高污泥厌氧消化产甲烷量的方法
CN114921518A (zh) * 2022-05-23 2022-08-19 成都能生材科技开发有限责任公司 煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108018319A (zh) * 2018-02-05 2018-05-11 内蒙古科技大学 一种碱处理耦合微生物转化褐煤生产生物燃料的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108018319A (zh) * 2018-02-05 2018-05-11 内蒙古科技大学 一种碱处理耦合微生物转化褐煤生产生物燃料的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lignite biodegradation under conditions of acidic molasses fermentation;Anna Detman等;《International Journal of Coal Geology》;20180801;第196卷;274-287页 *
褐煤生物产气影响因素研究;王艳婷等;《煤炭科学技术》;20131130;第41卷(第11期);120-123页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110066742A (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110066742B (zh) 一种用于低阶煤生产生物燃气的复合微生物菌剂及其应用
Ibrahim et al. Advanced bioprocessing strategies for biobutanol production from biomass
Duan et al. Apple orchard waste recycling and valorization of valuable product-A review
Elshahed Microbiological aspects of biofuel production: current status and future directions
Antoni et al. Biofuels from microbes
CN102559499B (zh) 一种沼气干发酵复合菌剂的制备方法
Dalena et al. Bioenergy production from second-and third-generation feedstocks
Alam et al. Process optimization for the production of high-concentration ethanol with Scenedesmus raciborskii biomass
CN101851656B (zh) 一种生产纤维素乙醇的方法
Chisti Introduction to algal fuels
An et al. Biological saccharification by Clostridium thermocellum and two-stage hydrogen and methane production from hydrogen peroxide-acetic acid pretreated sugarcane bagasse
Lara et al. Enzymes in the third generation biorefinery for macroalgae biomass
Ebrahimian et al. Coproduction of hydrogen, butanol, butanediol, ethanol, and biogas from the organic fraction of municipal solid waste using bacterial cocultivation followed by anaerobic digestion
Hegde et al. Sustainable waste-to-energy technologies: fermentation
CN107760753B (zh) 一种利用热解糖高温厌氧菌和丙酮丁醇梭菌共培养发酵生产丁醇的方法
Zhang et al. Anaerobic fermentation of pretreated food waste for butanol production by co-cultures assisted with in-situ extraction
Ortigueira et al. Assessment of the adequacy of different Mediterranean waste biomass types for fermentative hydrogen production and the particular advantage of carob (Ceratonia siliqua L.) pulp
CN101608194A (zh) 一种降解木质纤维生物质的方法
Moenaert et al. Evaluation of Laminaria Digitata Hydrolysate for the Production of Bioethanol and Butanol by Fermentation. Fermentation 2023, 9, 59
CN111575322B (zh) 一种以含糖废水为原料不加电子供体产中链脂肪酸的方法
CN104745499A (zh) 一种共发酵c5和c6生产乙醇微生物的扩大培养方法
Mukhtar et al. Biofuel synthesis by extremophilic microorganisms
CN108410912B (zh) 一种利用含淀粉废物直接制备丁醇的方法
CN110106155B (zh) 一种用于低阶煤炭生产清洁能源的复合酶制剂及制备方法
Das et al. Prospect of microbes for future fuel

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant