[發(fā)明專利]雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310095058.4
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103194494A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 王愛杰;周愛娟;郭澤沖;楊春雪;杜靜雯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C12P7/40
• 分類號: C12P7/40;C02F11/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發(fā)明涉及剩余污泥發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法。

背景技術

近年來伴隨我國經濟建設的發(fā)展，市政污水處理設施的日漸完善，快速高效處理污水的同時產生了大量剩余污泥。目前剩余污泥儼然成為污水處理過程中十分棘手的問題。厭氧消化技術相對于其它處理技術，可以實現污泥的穩(wěn)定化、減量化，但目前多數該研究均以生物能源為最終目標產物，不僅發(fā)酵周期長，且產物附加值低。短鏈揮發(fā)性脂肪酸(SCFAs)作為一種高附加值的生物化學品，不僅是剩余污泥厭氧發(fā)酵的重要中間代謝產物，亦可以作為有機碳源回用到污水處理過程中，強化脫氮除磷效率，這對南方污水廠普遍存在碳源不足的問題具有一定的實際意義。另一方面，剩余污泥在污水廠內部實現資源化利用可以節(jié)約運輸等方面的成本。此外，這些脂肪酸經提取后還可作為原料用于合成很多重要化學物質如醋酸乙烯等。采用一些生物技術策略調控剩余污泥厭氧發(fā)酵產酸是實現污泥資源開發(fā)的一條具有廣闊應用前景的途徑。

由于微生物菌體是剩余污泥的主要組成物質，蛋白質含量較高。碳源的缺乏嚴重限制了剩余污泥中蛋白質的轉化速率，進而導致其酸化效能低下。菌糠是栽培蘑菇的廢料，主要由鋸木屑、棉籽殼、稻草、玉米秸稈、麥秸等組成，內含豐富的纖維素及腐殖質，一般占蘑菇鮮重的10%左右。我國是食用菌生產大國，但由于認識和技術條件的限制,大部分蘑菇主產區(qū)都未能對菌糠進行有效的利用，隨地拋棄的蘑菇栽培廢料不僅造成了環(huán)境污染,也導致食用菌病蟲害猖獗發(fā)生。采用雙孢菇菌糠作為外加碳源對剩余污泥進行調質，通過提高剩余污泥系統(tǒng)的碳氮比，不僅可以促進剩余污泥中蛋白質的轉化，進一步提高剩余污泥的酸化效能，而且也為菌糠的處置利用提供一條資源化思路。而到目前為止，文獻中尚未有關于雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的研究報道。

因此，目前存在剩余污泥單獨厭氧發(fā)酵酸化效能低及雙孢菇菌糠的處置利用問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決目前存在剩余污泥單獨厭氧發(fā)酵酸化效能低及雙孢菇菌糠的處置利用問題，而提供的雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法。

雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法具體是按照以下步驟進行的：

一、在溫度為4℃的條件下將剩余污泥進行自然沉降，沉降時間為24h～30h，然后排掉上清液，得到污泥樣本；

二、將雙孢菇菌糠棄掉表面浮土，在溫度為70℃條件下烘干至恒重，再粉碎成粒徑為2mm～10mm的粉末，得到菌糠樣本；

三、將步驟二制得的菌糠樣本投加到步驟一制得的污泥樣本中，混合均勻后放入反應瓶中，其中菌糠樣本投加量為0.005～1.0g/gVSS；

四、將反應瓶驅氧充氮10min后，密封反應瓶，放入空氣浴搖床中以100rpm/min～110rpm/min轉速，進行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度為35℃～38℃、發(fā)酵時間為96h～192h，完成雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法。

本發(fā)明雙孢菇菌糠中采用的雙孢菇菌，它的拉丁名字是Agaricus?bisporus，菌號As2796，購買自福建省農科院食用菌研究所。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法中的采用雙孢菇菌糠作為外加碳源對剩余污泥進行調質，通過提高剩余污泥系統(tǒng)的碳氮比，明顯的提高了剩余污泥發(fā)酵過程中揮發(fā)酸的產量；在提高剩余污泥資源化處理效率的同時，也為菌糠農業(yè)廢棄物的處置利用提供一條資源化思路；在堿、熱堿及超聲預處理的剩余污泥中，投加雙孢菇箘糠，與單獨剩余污泥發(fā)酵實驗組相比，揮發(fā)酸濃度分別提高了44.6%、92.9%和53.4%。

本發(fā)明用于雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸。

附圖說明

圖1為實施例一和對比實驗一的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系圖；其中代表實施例一的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線，代表對比實驗一的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線；

圖2為實施例二和對比實驗二的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系圖；其中代表實施例二的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線，代表對比實驗二的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線；

圖3為實施例三和對比實驗三的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系圖；其中代表實施例三的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線，代表對比實驗三的揮發(fā)酸濃度與發(fā)酵時間的關系曲線。

具體實施方式

本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式雙孢菇菌糠與剩余污泥共發(fā)酵生產揮發(fā)性脂肪酸的方法具體是按照以下步驟進行的：