[發(fā)明專利]一種采用強制通風(fēng)強化將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710134829.0
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101168753A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉和;陳堅;聶艷秋;李秀芬
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/40
• 分類號: C12P7/40
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

一種采用強制通風(fēng)強化將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸的方法，涉及采用強制通風(fēng)強化產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸的方法，屬于廢棄生物質(zhì)資源化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

廢棄生物質(zhì)(如：市政污泥、高濃度有機(jī)廢水、市政垃圾中的有機(jī)成分等)的厭氧消化過程一般可分為產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩個階段，對廢棄生物質(zhì)厭氧消化的研究，以前大多偏重于如何使廢棄生物質(zhì)最大限度的穩(wěn)定化和產(chǎn)出更多的甲烷用作燃料，但由于甲烷凈化和儲藏投資大，沒能得到很好利用，造成能源浪費和溫室氣體增加。目前也有對廢棄生物質(zhì)進(jìn)行厭氧生物產(chǎn)氫和生物產(chǎn)電的研究報道，然而厭氧消化過程的中間產(chǎn)物——有機(jī)酸是具有更高附加值的產(chǎn)品，將厭氧消化過程控制在產(chǎn)酸階段進(jìn)而獲得有機(jī)酸將更有價值。產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)可以較好地將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為以乙酸為主的有機(jī)酸，但同型乙酸化作用對乙酸生產(chǎn)的貢獻(xiàn)只占4-10％，低于理論上的33％。另外，總乙酸產(chǎn)率還有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種強化產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸的方法，促進(jìn)廢棄生物質(zhì)的降解，提高乙酸的產(chǎn)率，為廢棄生物質(zhì)提供一個更有價值的資源化之路。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種采用強制通風(fēng)強化將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸的方法，是在產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)中，在產(chǎn)氫產(chǎn)酸相與同型產(chǎn)乙酸相之間設(shè)置真空泵采甲強制通風(fēng)措施；用經(jīng)加熱處理過的厭氧活性污泥作種泥，在產(chǎn)氫產(chǎn)酸相中用廢棄生物質(zhì)以葡萄糖計作底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使主組分為乙酸的有機(jī)酸得到累積；在同型產(chǎn)乙酸相中也用經(jīng)加熱處理過的厭氧活性污泥作種泥，并通過強制通風(fēng)措施將產(chǎn)氫產(chǎn)酸相產(chǎn)生的氫氣與二氧化碳送入同型產(chǎn)乙酸相作為底物進(jìn)行同型產(chǎn)乙酸。

兩相中的壓力條件：

產(chǎn)氫產(chǎn)酸相：真空度為5-50kPa；

同型產(chǎn)乙酸相：表壓為5-500kPa。

耦合產(chǎn)乙酸條件：

產(chǎn)氫產(chǎn)酸相：廢棄生物質(zhì)以葡萄糖計為20-40g/L，種泥采用加熱污泥，濃度為2-8gVS/L，初始pH為7-11；

同型產(chǎn)乙酸相：種泥采用加熱污泥，濃度為2-8gVS/L，初始pH為6.2-6.6；

發(fā)酵條件：充氮氣20-40min，密封，30-40℃下發(fā)酵10-15d，種泥與底物可以利用強制通風(fēng)攪拌混合，也可以采用其它方式混合。

本發(fā)明的有益效果：利用廢棄生物質(zhì)作原料，通過采用強制通風(fēng)強化產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合產(chǎn)酸作用，獲得高附加值產(chǎn)品乙酸。本發(fā)明第一大優(yōu)點是可以解決廢棄生物質(zhì)中易降解物對環(huán)境污染的問題，同時可回收高附加值產(chǎn)品乙酸；第二大優(yōu)點是使產(chǎn)氫產(chǎn)酸相形成負(fù)壓，使其產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳及時、充分地從反應(yīng)液體中釋放，強化產(chǎn)氫產(chǎn)酸過程氫抑制的解除作用，同時增加同型產(chǎn)乙酸相的正壓，提高同型乙酸化作用的底物濃度，強化同型產(chǎn)乙酸效應(yīng)，有利于產(chǎn)耗氫平衡，乙酸產(chǎn)率最高可達(dá)0.46g乙酸/g葡萄糖，比耦合系統(tǒng)自然通風(fēng)時的乙酸產(chǎn)率提高16％-28％；第三大優(yōu)點是在一般的產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)中只需加設(shè)一臺小型的真空泵，即可實現(xiàn)強制通風(fēng)，具有設(shè)備簡單，操作方便，成本低等特點。

附圖說明

圖1本發(fā)明所采用的實驗裝置。

1.磁力攪拌器；2.取樣口；3.真空泵；4.真空度表；5.回風(fēng)管及管夾；6.壓力表；A.產(chǎn)氫產(chǎn)酸相；H.同型產(chǎn)乙酸相。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但不受附圖和實施例的限制。

實施例1：

A相內(nèi)底物廢棄生物質(zhì)以葡萄糖計濃度為40g/L，種泥濃度為6gVS/L，真空度12kPa，H相種泥濃度為8gVS/L，在35℃發(fā)酵12d，A相乙酸濃度11.20±0.52g/L，乙酸在發(fā)酵水相產(chǎn)物中所占比例為62.6±1.2％，H相乙酸濃度5.62±0.06g/L，乙酸在發(fā)酵水相產(chǎn)物中所占比例為82.2±4.1％，乙酸產(chǎn)率為0.41±0.03g乙酸/g葡萄糖。

實施例2：

A相內(nèi)底物廢棄生物質(zhì)以葡萄糖計濃度為25g/L，種泥濃度為2gVS/L，真空度5kPa，H相種泥濃度為2gVS/L，在30℃發(fā)酵10d，A相乙酸濃度7.37±0.30g/L，乙酸在發(fā)酵水相產(chǎn)物中所占比例為63.1±1.4％，H相乙酸濃度2.61±0.01g/L，乙酸在發(fā)酵水相產(chǎn)物中所占比例為82.6±1.7％，乙酸產(chǎn)率為0.43±0.02g乙酸/g葡萄糖。

實施例3：