[發(fā)明專利]針對豬糞廢棄物中溫沼氣發(fā)酵高含量揮發(fā)性脂肪酸的復(fù)合生物制劑的制備方法和用途

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• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108330090A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭濤;孫娟;陳琳;周政忠;袁浩然;何明陽;李東;劉曉風(fēng)
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F11/04;C12R1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及針對豬糞廢棄物中溫沼氣發(fā)酵高含量揮發(fā)性脂肪酸的復(fù)合生物制劑及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合生物制劑含有產(chǎn)甲烷菌、中溫互營乙酸氧化菌、中溫互營丙酸氧化菌、中溫互營丁酸氧化菌，微量元素和維生素。此復(fù)合生物制劑可以使豬糞為原料的酸化沼氣發(fā)酵系統(tǒng)快速有效恢復(fù)正常產(chǎn)氣，且連續(xù)穩(wěn)定運行。本發(fā)明還提供上述復(fù)合生物制劑的制備方法，由豬糞接種物及豬糞為原料在培養(yǎng)基中37℃厭氧條件下,逐級增大乙酸鈉、丙酸鈉和丁酸鈉含量進(jìn)行優(yōu)化富集，再濃縮后添加氯化銨、硫酸鎂、氯化鉀、氯化鈣、酵母粉、乙酸鈉、丙酸鈉和丁酸鈉，然后封裝低溫保存制備得液態(tài)復(fù)合生物制劑。可更進(jìn)一步，與輔料混合后37℃厭氧烘干制成固態(tài)復(fù)合生物制劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢棄物生物發(fā)酵技術(shù)，具體涉及針對豬糞廢棄物中溫沼氣發(fā)酵高含量揮發(fā)性脂肪酸的復(fù)合生物制劑的制備方法，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，我國養(yǎng)豬業(yè)得到快速發(fā)展，2012～2016年生豬出欄都在69000萬頭上下。生豬飼養(yǎng)產(chǎn)生了數(shù)量巨大的糞尿排泄物，豬糞固體含量高，含高濃度有機物、氮、磷、致病菌和病原微生物等。未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)排放至環(huán)境中則會引發(fā)諸多的環(huán)境問題。畜禽養(yǎng)殖污染防治工作相對滯后，畜禽養(yǎng)殖污染日趨嚴(yán)重，畜禽養(yǎng)殖污染已成為中國環(huán)境污染的重要因素來源。

厭氧消化技術(shù)是處理豬糞的有效途徑，它可以將豬糞的的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沼氣能源，以實現(xiàn)資源和能源的回收利用，并減少環(huán)境的污染。從能源角度初步預(yù)算，1噸干豬糞相當(dāng)于0.3 噸左右的煤。同時，厭氧消化能夠消滅90％以上的禽畜寄生卵、大腸桿菌等，基本能達(dá)到無害化的要求，而且富集了容易利用的生物質(zhì)再生能源，因而，厭氧消化產(chǎn)沼氣是豬糞能源化利用的重要手段。

在厭氧消化過程中，高負(fù)荷運行易積累大量的揮發(fā)性脂肪酸(VFA),長期以來，VFA的濃度被作為有效控制厭氧消化系統(tǒng)的重要參數(shù)之一。VFA的濃度在系統(tǒng)失穩(wěn)條件下，反映了酸生成和消耗的偶聯(lián)作用，它們的積累會直接導(dǎo)致pH的降低,最終導(dǎo)致反應(yīng)系統(tǒng)的崩潰，因而許多學(xué)者認(rèn)為揮發(fā)酸濃度與體系的穩(wěn)定性有一定的相關(guān)性。實際上，VFA對甲烷的抑制是游離的VFA濃度與pH有密切關(guān)系，它的積累可以通過pH的變化間接反映，但pH又與堿性物質(zhì) (氨)有關(guān)，堿性物質(zhì)與原料中的蛋白質(zhì)含量有關(guān)，而且產(chǎn)甲烷菌對VFA的耐受能力時可以通過馴化提高的。

通常對酸化的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的恢復(fù)方法是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值，但一般是添加大量石灰、碳酸氫銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉等堿性物質(zhì)，這些堿性物質(zhì)的添加會影響發(fā)酵系統(tǒng)后期的效率，而且若發(fā)酵系統(tǒng)在嚴(yán)重酸化的時候，這些堿性物質(zhì)即使將pH調(diào)節(jié)至中性，系統(tǒng)也不能恢復(fù)產(chǎn)氣，只能出料或者大換料重新接種啟動。然而，重新啟動耗時耗力耗物，并需要較長的時間馴化才能正常產(chǎn)氣，這對于厭氧消化產(chǎn)氣的工程無疑是很大的損失。因此，有必要開發(fā)一種能夠快速有效恢復(fù)酸化沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的恢復(fù)劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明首先提供一種酸化沼氣發(fā)酵系統(tǒng)恢復(fù)產(chǎn)氣的復(fù)合生物制劑，復(fù)合生物制劑主要用于因酸化導(dǎo)致產(chǎn)氣減少或停止產(chǎn)氣的豬糞為原料的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，可使得已酸化的系統(tǒng)恢復(fù)值正常產(chǎn)氣，無需添加大量的堿性物質(zhì)或出料或大換料，并能保證沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣。另外，本發(fā)明還提供一種針對豬糞為原料的酸化沼氣發(fā)酵系統(tǒng)恢復(fù)產(chǎn)氣的復(fù)合生物制劑的制備方法，依據(jù)本方法可制作得到液態(tài)復(fù)合生物制劑和固態(tài)復(fù)合生物制劑。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

本發(fā)明第一，提供一種針對豬糞為原料的酸化發(fā)酵系統(tǒng)恢復(fù)產(chǎn)氣的液態(tài)復(fù)合生物制劑，該制劑主要含有產(chǎn)甲烷菌、中溫互營乙酸氧化菌、中溫互營丙酸氧化菌、中溫互營丁酸氧化菌，微量元素和維生素。