[發(fā)明專利]一種利用藍藻和底泥共發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011036484.7
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112094870B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許曉光;陳赟;程一;史宸菲;李叢楊;王國祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C02F11/04
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 吳雪健

本發(fā)明屬于河流湖泊污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種利用藍藻和底泥共發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法。本發(fā)明將藍藻和底泥的按照一定的比例混合后進行發(fā)酵，同時加入一定量的鐵氧化物，富集鐵還原菌加速水解，還可以防止厭氧反應(yīng)體系的酸化，不僅能最高效率地從藍藻中回收大量的生物質(zhì)能，同時還能最大量的對底泥進行無害化處理，解決了藻泥共發(fā)酵時產(chǎn)氣效率低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于河流湖泊污染治理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種利用藍藻和底泥共發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法。

背景技術(shù)

20世紀90年代以來，我國淡水水體富營養(yǎng)化日趨嚴重，湖庫、河流等水體經(jīng)常爆發(fā)嚴重的藍藻水華，藍藻在富營養(yǎng)化水體中迅速繁殖，水體透明度下降，水體功能遭到破壞。藍藻水華長期堆積導(dǎo)致腐爛發(fā)臭，分解釋放大量氮、磷等營養(yǎng)鹽顆粒，硫化氫氣體和微囊藻毒素等有害物質(zhì)，對環(huán)境造成二次污染。目前，對于藍藻的處置方式都是通過打撈，通過對水華藍藻的及時打撈，可凈化水質(zhì)。藍藻不能直接被家禽、家畜食用，大量打撈的藍藻得不到及時有效地處理，所收獲的巨大藍藻生物量如何進行處置或進行資源化利用，卻是一個有待解決的難題。

藍藻藻漿有機質(zhì)含量較高，但其高含水率以及藻毒素的潛在危害使得傳統(tǒng)方法難以對藍藻單獨資源化回收和利用。研究表明厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷氣是回收藍藻中有機質(zhì)的有效途徑，且厭氧發(fā)酵產(chǎn)物中無法檢測出藻毒素含量。單獨藍藻厭氧的有機負荷和抗沖擊能力都較低，較高的有機負荷會使得藍藻厭氧發(fā)酵反應(yīng)體系酸化，發(fā)酵停止；需要通過工藝調(diào)整如采用兩相厭氧反應(yīng)器等措施解決，這使得藍藻單獨厭氧發(fā)酵的技術(shù)成本和管理成本將會大大提升。

在河流湖泊污染治理過程中，底泥污染整治是主要的難點之一。為解決底泥淤積問題，同時改善湖區(qū)和城市河道水質(zhì)，每年都會從太湖以及梁溪河及其支浜河流清挖大量底泥。而在富營養(yǎng)化水體的底泥中分布有豐富的厭氧微生物，可以作為藍藻厭氧發(fā)酵的接種泥，因此將底泥和藍藻同步厭氧發(fā)酵是底泥和藍藻污染處置和資源回收的可行辦法。

公開號為CN101418316A、公開日為2009年4月29日的發(fā)明專利公開了一種藍藻和污泥混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法，該專利將藍藻和污泥混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，整個過程在厭氧反應(yīng)器中完成，在反應(yīng)器中將藍藻和污泥混合，然后通入N₂造成厭氧狀態(tài)，35～37℃發(fā)酵，在反應(yīng)器中，間斷性地定期添加藍藻，觀察原料的腐化情況，同時測定排出物料的有機質(zhì)濃度以及發(fā)酵產(chǎn)生氣體中的CH₄、CO₂濃度，直至反應(yīng)器進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。但是產(chǎn)氣過程中微生物會產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)，當(dāng)酸性物質(zhì)過多時會抑制微生物活性，進而影響產(chǎn)氣效率。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)氣效率低的問題，本發(fā)明提供利用藍藻和底泥共發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，將藍藻和底泥混合后作為發(fā)酵底料，并向底泥和藍藻中加入鐵氧化物，避免體系酸化；本發(fā)明不僅能最高效率地從藍藻中回收大量的生物質(zhì)能，同時還能最大量地對底泥進行無害化處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沼氣的產(chǎn)氣效率低的問題。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種利用藍藻和底泥共發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，在底泥和藍藻混合物中加入鐵氧化物后混勻，再進行厭氧發(fā)酵；鐵氧化物的加入量為2重量％-9重量％，鐵氧化物的粒徑為0.05-1mm。

優(yōu)選地，還包括對與藍藻混合前的底泥進行預(yù)處理，預(yù)處理方式為在底泥中加入活性炭，混勻后預(yù)發(fā)酵7-10d。

優(yōu)選地，混合后底泥的VS含量與藍藻的VS含量之比為0.25-4。

優(yōu)選地，發(fā)酵時間為15-35d。

優(yōu)選地，向底泥和藍藻混合物中加入碳酸氫鈉和葡萄糖中的一種或兩種。

優(yōu)選地，加入的活性炭的粒徑為0.1-2mm。