一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法。
【背景技術】
[0002] 不可再生能源的日益枯竭及其所引發(fā)的環(huán)境污染問題，嚴重的威脅了人類的生存 和可持續(xù)發(fā)展。因此，亟需開發(fā)清潔的可再生能源。在各種可再生能源中，氫能是被認為是 一種理想的清潔能源。氫氣具有能量密度高、熱轉化效率高、導熱系數(shù)高、應用形式多樣等 優(yōu)點，更為重要的是，氫氣燃燒的產物是水，不會排放溫室氣體。
[0003] 目前，常規(guī)的制氫方法是從石油、煤、天然氣等化石燃料中提取或通過電解水制 取，這些方法無法從根本上擺脫對化石燃料的依賴，并且會對環(huán)境造成嚴重污染，不能滿足 未來氫能生產可持續(xù)發(fā)展的需求。生物制氫是利用微生物在代謝過程中分解有機物產生氫 氣的一項生物工程技術。具有工藝條件溫和、能耗低、清潔環(huán)保等優(yōu)勢，已引起了世界范圍 的廣泛關注。
[0004] 生物制氫主要分為暗發(fā)酵制氫和光發(fā)酵制氫兩大類。其中暗發(fā)酵制氫具有產氫速 率快、發(fā)酵底物來源廣、無需光照等優(yōu)點，更容易進行連續(xù)操作和工業(yè)化生產。然而，暗發(fā)酵 過程中會產生大量的揮發(fā)性有機酸，導致反應體系pH下降，進而造成產氫量降低，同時還 會帶來一定的環(huán)境污染。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有暗發(fā)酵制氫過程中會產生大量的揮發(fā)性有機酸，從而導致產 氫量降低的問題，提供了細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法。
[0006] 本發(fā)明一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，包括以下步驟：一、 取淀粉廢水，調節(jié)PH，然后置于密閉反應器中；二、對產氫接種物進行預處理，得到混合物 A ;三、將混合物A與微藻混合，然后按占淀粉廢水總體積的5~10%的接種量，接種到密閉 反應器內的淀粉廢水中，再將反應器置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。
[0007] 本發(fā)明的原料為廢水或廢棄物，有利于降低產能的成本，避免了常規(guī)廢物處理技 術的支出。產氫接種物中常存在耗氫菌，能消耗掉由產氫菌生產的氫氣，導致氫氣產量下 降。但耗氫菌對高溫、酸堿或化學藥劑比較敏感，經(jīng)處理后活性會受到抑制，由于產氫菌可 以形成能夠抵御惡劣環(huán)境的芽孢，故在處理后可以存活并保持活性，對產氫接種物進行處 理，可以有效的抑制接種物中的耗氫菌，達到提高發(fā)酵產氫效能的目的。因此使用本發(fā)明列 舉的處理方法處理產氫接種物，都可以抑制耗氫菌，達到提高發(fā)酵產氫效能的目的。產氫接 種物在處理后生成的產氫細菌群將原料轉變成氫氣和揮發(fā)性有機酸，微藻可以利用這些有 機酸生長并合成油脂，產氫細菌與微藻混合培養(yǎng)可以充分利用底物，減少了廢水或廢棄物 對環(huán)境的污染，同時產生了清潔能源一一氫氣和油脂，與單純的暗發(fā)酵制氫相比，混合培養(yǎng) 可以顯者提尚生物廣能效率和廢水處理效率，廣能提尚超過95%，污水處理效率提尚超過 170%。本發(fā)明是將產氫菌群和微藻混合，然后一起接種到淀粉廢水中，產氫菌群產生氫氣 和有機酸發(fā)酵液，微藻在同一個反應器中利用有機酸發(fā)酵液生產油脂，混合培養(yǎng)可以同步 生產氫氣和油脂，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0008] 圖1為實施方式1工藝流程示意圖；
[0009] 圖2為試驗1和試驗2產氫量圖；其中
【主權項】
1. 一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特征在于該方法包括以下 步驟：一、取淀粉廢水，調節(jié)pH，然后置于密閉反應器中；二、對產氫接種物進行預處理，得 到混合物A;三、將混合物A與微藻混合，然后按占淀粉廢水總體積的5~10%的接種量，接 種到密閉反應器內的淀粉廢水中，再將反應器置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟一中所述的淀粉廢水為甘薯淀粉廢水、木薯淀粉廢水、綠豆淀粉廢水、馬鈴薯淀 粉廢水、麥類淀粉廢水、菱角淀粉廢水、藕淀粉廢水和玉米淀粉廢水中的一種或幾種按任意 比組成的混合物。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟一所述的調節(jié)pH是通過濃度為lmol/L的HCl溶液或濃度為lmol/L的NaOH溶 液進行調節(jié)的。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟一中所述的調節(jié)pH是指調節(jié)淀粉廢水pH至4~11。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟二中所述的產氫接種物為剩余污泥、消化污泥、厭氧顆粒污泥和下水道污泥中 一種或幾種按任意比組成的混合物。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟二中所述的預處理方法為熱處理，具體方法為在100°C條件下處理lh。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟二中所述的預處理方法為酸處理、堿處理、過氧化氫處理、超聲波處理、微波處 理、甲烷抑制劑處理、氯仿處理、二溴乙烷磺酸鈉處理、輻照處理、曝氣處理和沖擊負荷處理 中一種或幾種方法的組合。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟三中所述的微藻為柵藻、小球藻、硅藻、隱甲藻、扁藻、杜氏藻、螺旋藻和金藻中 的一種或幾種按任意比組成的混合物。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其特 征在于步驟三中所述的微藻與混合物A按體積比為（1~1000) :1的比例混合。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，其 特征在于步驟三中所述的培養(yǎng)條件為溫度20~40°C，光照強度1000~120001ux，隔絕空 氣培養(yǎng)，搖床轉速50~200rpm，培養(yǎng)時間48~240h。
【專利摘要】一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法，它涉及一種細菌與微藻共培養(yǎng)處理淀粉廢水同步產能的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有暗發(fā)酵制氫過程中會產生大量的揮發(fā)性有機酸，從而導致產氫量降低的問題，方法包括以下步驟：一、取淀粉廢水，調節(jié)其pH，將廢水置于密閉反應器中；二、對產氫接種物進行預處理，得到含有產氫細菌的混合物；三、將含有產氫細菌混合物與微藻混合，接種到淀粉廢水中，再置于搖床中，振蕩培養(yǎng)，即完成。本發(fā)明利用廢水進行發(fā)酵產能，不僅有效處理了廢水，減少了其對環(huán)境的污染，提供了一種同步制備清潔能源的方法。本發(fā)明中產能提高超過95％，污水處理效率提高超過170％。本發(fā)明應用生物能源和污水處理領域。
【IPC分類】C12P3-00, C12P7-64, C02F3-34, C02F3-32, C02F103-32
【公開號】CN104789602
【申請?zhí)枴緾N201510255887
【發(fā)明人】任南琪, 任宏宇, 劉冰峰, 孔凡英, 趙磊
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月19日