[發明專利]一種利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法

在審

• 申請號: 202010787224.7
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111979275A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 郭紅光;成雅彤;梁衛國
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12N1/38;C12R1/01
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）利用粉粹機將廢棄有機物進行粉碎；

（2）在預處理容器中完成廢棄有機物的預處理；

利用厭氧微生物菌群、化學試劑或物理手段的任一種方法對廢棄物進行預處理；

（3）利用廢棄有機物預處理所得固相產物或液相產物與煤進行聯合厭氧發酵，以促進煤的生物降解，提高煤制生物甲烷產量；

廢棄有機物包括富含有機質的秸稈、餐廚垃圾、肥料、廢污泥或煤礦廢棄物中的一種，所述煤礦廢棄物包括煤矸石。

2.根據權利要求1所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：步驟（2）中，厭氧微生物菌群預處理廢棄有機物過程具體包括：在進行預處理前需要將預處理容器在不低于121℃條件下進行滅菌20-30分鐘；待冷卻后，將廢棄有機物置于容器中，然后將厭氧微生物菌群注入，對廢棄有機物進行預處理4-12天，獲得預處理混合溶液；進行固液分離，分別收集固相產物和液相產物；最后將廢棄有機物預處理固/液產物分別與煤進行聯合微生物厭氧發酵，生成甲烷；預處理所用的厭氧微生物菌群是水解微生物；水解微生物與廢棄有機物的比例為10-15 mL:1g。

3.根據權利要求2所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：所述水解微生物選自煤層或水體底泥厭氧生境，包括：芽孢桿菌屬、腸球菌屬、氨基酸桿菌屬、脫硫腸狀菌屬、變形菌屬、乳桿菌、厭氧醋菌屬、曲霉屬、鏈格孢屬、枝孢屬、假單胞菌屬、銅綠假單胞菌、梭菌屬、腸桿菌屬、青霉菌屬、枝頂孢霉屬中的一種或幾種微生物菌屬的組合。

4.根據權利要求1所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：步驟（2）中，化學試劑預處理廢棄有機物過程具體包括：將化學試劑與廢棄有機物進行混合，通過磁力攪拌器在溫度為25-30℃、轉速為600-700 r/min條件下進行攪拌12 -15 h，獲得預處理混合溶液；然后進行固液分離，收集固相產物和液相產物；最后將廢棄有機物預處理固/液產物分別與煤進行聯合微生物厭氧發酵，生成甲烷。

5.根據權利要求4所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：化學試劑包括：堿或酸或過氧化物中的其中一種，化學試劑的質量濃度為2 % - 6 %；化學試劑體積與廢棄有機物質量的比例為10-15 mL:1g；

所述的堿是NaOH或KOH；所述的酸是H₂SO₄或HNO₃；所述的過氧化物是H₂O₂或CaO₂。

6.根據權利要求1所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：步驟（2）中，物理手段預處理廢棄有機物過程具體包括：利用輻照或超聲波或微波預處理中的其中一種物理手段對廢棄有機物進行預處理25-40 min，收集預處理固相產物；然后將其與煤進行聯合厭氧發酵，生成甲烷；

輻照預處理采用γ-射線輻照，輻照劑量為1200-1500 kGy；超聲波處理的功率為120W，超聲波作用1次的時間1-2 s，間歇時間為4-6 s；微波處理選用低功率微波爐，功率為800- 900W。

7.根據權利要求1所述的利用廢棄有機物提高煤制生物甲烷產量的方法，其特征在于：步驟（3）聯合厭氧發酵所用的微生物菌群是水解微生物菌群和產甲烷菌群的混合菌群，水解微生物菌群和產甲烷菌群的體積配比為4-6:1，形成一種新的微生物混合菌群；聯合厭氧發酵時間為30-60天。