[發明專利]生物炭介導的固體生物膜厭氧消化促進劑及其制備方法在審
| 申請號: | 201711017825.4 | 申請日: | 2017-10-27 |
| 公開(公告)號: | CN109722451A | 公開(公告)日: | 2019-05-07 |
| 發明(設計)人: | 邱凌;陳瀟 | 申請(專利權)人: | 西北農林科技大學 |
| 主分類號: | C12P5/02 | 分類號: | C12P5/02;C12N11/14;C02F11/04 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 712100 陜西*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 厭氧消化 固體生物 促進劑 生物炭 介導 制備 厭氧消化反應器 復合維生素 有機物降解 有效使用期 快速啟動 硫酸亞鐵 運輸方便 馴化 充分性 氯化鎳 氯化鈷 生物膜 滯留期 甲烷 凍干 富集 水力 微生物 儲存 | ||
1.一種生物炭介導的固體生物膜厭氧消化促進劑,其特征在于:按質量份數是由固體形態的1~2份的硫酸亞鐵、0.1~1份的氯化鈷、 0.5~2份的氯化鎳、0.4~2份的復合維生素、95~98份的厭氧消化固體生物膜制成;其中復合維生素由生物素、硫胺素、鹽酸吡哆醇、D - 泛鈣酸、硫辛酸、葉酸、核黃素、煙酸、對氨基苯甲酸、維生素B12中的三種或多種組成。
2.一種生物炭介導的固體生物膜厭氧消化促進劑的制備方法,其特征在于:包括如下步驟:
S1 制備厭氧消化固體生物膜:
S1.1培養基配制:
培養基:NH4Cl 1 g/L,MgCl2 1 g/L,NaCl 0.5 g/L,K2HPO4 0.4 g/L,KH2PO4 0.4 g/L,蛋白胨 2 g/L,酵母浸粉2 g/L,乙酸鈉10 g/L,微量元素10 mL,維生素 10 mL,L - 半胱氨酸0.5 g/L, 2‰ 刃天青2 mL,蒸餾水1000 mL(pH 7.0);其中,
微量元素( g/L) :N (CH2COOH) 3 4.5 (氨乙酸) , FeCl2·4H2O 0.4,MnCl·H2O 0.1,CoCl2·6H2O 0.12, AlK ( SO4 ) 2 0.01, ZnCl2 0.1, NaCl 1, CaCl2 0.02, Na2MoO40.01, H3BO3 0.01,NiCl2·6H2O 0.42 ;
維生素( g/L) :生物素2.0,硫胺素5.0,鹽酸吡哆醇 10,D - 泛鈣酸5.0,硫辛酸5.0,葉酸2.0,核黃素 5.0,煙酸5.0,對氨基苯甲酸5.0,維生素B12 0.1;
S1.2接種物富集培養:
將接種物和所述培養基,按體積比(1~4):1裝入培養容器,并密閉,在20~40℃或50~55℃的恒溫條件下靜置培養或20~120rpm震蕩培養;每次從所述培養容器中傾倒部分上清液并補充新鮮的所述培養基,每周兩次;
S1.3接種物馴化:
以有機廢棄物為原料,將已完成富集培養的所述接種物,按30%的接種量,加入到厭氧發酵罐中,在20~40℃或50~55℃的恒溫條件下靜置培養或20~120rpm震蕩培養;每隔1~3天添加質量分數0.4%~1.2%有機廢棄物直到培養液pH下降到6.0~6.8,再每隔1~3天添加質量分數1.5%~3.0%有機廢棄物,直到沼液輔酶F420熒光分光光度值為20.0~250.0為止;
S1.4生物炭掛膜:
采用快速排泥法進行生物炭掛膜;在完成接種物馴化的厭氧發酵罐中,投加質量分數為5%~20%的生物炭顆粒,振蕩混勻后靜置1小時,排出上清液,加入 2 倍體積的新鮮沼液,淹沒生物炭顆粒并靜態接觸24h 后排掉懸浮污泥,然后進行間歇式進新鮮沼液掛膜;整個掛膜過程,所述厭氧發酵罐置于水浴恒溫振蕩箱中,控制水溫為 20~40℃或50~55℃,振蕩速度 100~120rpm;采用序批式方式運行,一個反應周期為24h,每次振蕩結束后靜置30min,排出上清液,并補充相同體積的新鮮沼液,直到掛膜完成;整個掛膜過程及相應操作,在厭氧環境下進行;所述新鮮沼液,來自另一厭氧發酵罐,該厭氧發酵罐除未投加生物炭外,其他參數均同于用于所述接種物馴化的厭氧發酵罐;
S1.5 真空凍干:
掛膜完成后,將生物炭及其上生物膜傳輸至凍干機進行真空凍干,凍干至含水量為8~10%, 得到凍干后生物炭及其上生物膜,即厭氧消化固體生物膜;凍干溫度為-40℃~-45℃,凍干時間為24~72h;整個真空凍干過程及相應操作,在厭氧環境下進行;
S2 添加微量元素和復合維生素:
S2.1 制備微量元素和復合維生素混合粉體:
按質量份數,稱取固體形態的1~2份的硫酸亞鐵、0.1~1份的氯化鈷、 0.5~2份的氯化鎳、0.3~2份的復合維生素,放入容器中, 加蒸餾水制成飽和溶液,放入溫度為60~90℃的烘箱中,烘 干1~2h后,用粉碎機粉碎成100~130目,得到微量元素和復合維生素混合粉體;其中,復合維生素由生物素、硫胺素、鹽酸吡哆醇、D - 泛鈣酸、硫辛酸、葉酸、核黃素、煙酸、對氨基苯甲酸、維生素B12中的三種或多種組成;
S2.2 混合:
將步驟S2.1中制備的微量元素和復合維生素混合粉體,按2%~5%的添加量,加入到步驟S1中制備的厭氧消化固體生物膜中,混合均勻后,即得生物炭介導的固體生物膜厭氧消化促進劑。
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