CN112522151A - 一种复合产甲烷菌制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种复合产甲烷菌制备方法及其应用，制备方法步骤包括：(1)菌液培育，将污泥驯化；(2)菌种配比，取驯化污泥到培养基中，富集后成为菌液A；同时将产甲烷菌丝菌进行厌氧培养作为菌液B，八叠球菌做为C；(3)得到复合产甲烷菌剂，将菌液A、菌液B、菌液C两两组合按质量比1:1混合，接种到餐厨浆料中，统计甲烷产气量，取最大值的组合为复合产甲烷菌剂；其应用步骤：(1)将复合产甲烷菌剂扩培得到1级菌液；(2)将1级菌液扩培得到2级菌液；(3)将2级菌液扩培得到3级菌液，将3级菌液注入厌氧反应器。本发明有益效果：(1)提高垃圾处理量；(2)使系统内VFA以及COD处于较低含量；(3)产气量及甲烷纯度大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾生物处理技术领域，尤其涉及一种复合产甲烷菌制备方法及其应用。
背景技术
随着生活质量的提高和人们对食品安全、生态环境卫生的日益重视，城市中各种有机垃圾无害化处理的迫切性凸显，而单独上处理系统的资金难以解决，厌氧复合菌发酵技术同时处理城市多种有机固体废弃物便应运而生。现有厌氧系统通过培养污泥启动，系统内水解细菌，产甲烷菌等多种微生物互相配合达到降解餐厨垃圾的目的。但是也会伴随产出以下几个问题：
(1)由于厌氧反应器建成后罐体结构无法改变，随着垃圾处理量的升高，无法满足后期增容处理要求，处理垃圾能力有限；
(2)处理后的沼液中COD、VFA(挥发性脂肪酸)较高，给后端污水处理带来困扰；
(3)餐厨垃圾产气量(甲烷)有限，还有大量有机质没有被利用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是：在不改变容积的前提下提高垃圾处理量并使系统内VFA以及COD处于较低含量以及大幅提高产气量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种复合产甲烷菌制备方法，包括以下具体步聚：
(1)菌液培育，将活性颗料污泥放置于厌氧反应器中，在37℃厌氧条件下进料培养活性颗料污泥一段时间，待VFA＜1,000mg/L，COD＜5,000mg/L以后每天接种餐厨垃圾水解浆料，根据检测pH＝7.3±0.3，VFA＜1,000mg/L，COD＜10,000mg/L，VS＜50％作为监测指标，逐渐提高活性颗料污泥负荷，待培养3个月后得到驯化培养后的污泥，完成菌液培育阶段；
(2)菌种配比，取部分驯化培养后的污泥接种到接种到产甲烷菌选择培养基中，经过2-3次富集培养后成为菌液A；同时将外购的产甲烷菌丝菌进行单独的37℃厌氧培养作为菌液B，八叠球菌做为C；
(3)得到复合产甲烷菌剂，将菌液A、菌液B、菌液C分别按照两两组合按质量比1:1混合后得到菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合，接种3％到水解酸化的餐厨浆料中，分别统计16小时、21小时、24小时的甲烷产气量，比较菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合的产气量，取最大值的组合为最优组合，成为复合产甲烷菌剂。
一种复合产甲烷菌的应用，具体步骤如下：
(1)将复合产甲烷菌剂接种到餐厨水解浆料中扩培37℃2天得到1级菌液；
(2)将1级菌液继续接种餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到2级菌液；
(3)将2级菌液继续接种餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到3级菌液，最后将3级菌液注入厌氧反应器。
上述步骤中，所述扩培过程使用的反应器具有搅拌、控温、厌氧功能，搅拌通过桨叶搅拌，温度通过蒸汽控制在37℃，厌氧通过导入氮气赶走空气实现厌氧环境。
在上述步骤中，设立水解罐，将餐厨垃圾投放到水解罐进行水解，将水解后的餐厨水解浆料分别输送到一级扩培容器罐、二级扩培容器罐、三级扩培容器罐，其作用是加快餐厨浆料水解酸化，将大分子化合物分解成小分子，使得厌氧菌利用效率更高。水解酸化技术标准是pH降低到4以下，VFA10,000mg/L，COD 100,000mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)向厌氧系统的罐体内接种复合产甲烷菌，提高罐体内菌群数量，在不改变容积的前提下提高垃圾处理量；
(2)提高系统稳定性，使系统内VFA以及COD处于较低含量；
(3)接种复合产甲烷后产气量大幅提高，甲烷纯度大幅提高。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图；
图2为菌液混合产气量图；
图3为现有项目沼液与复合菌产期对比图；
图4为复合产甲烷菌剂扩培阶段示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
实施例
图1示出了一种复合产甲烷菌制备方法，包括以下具体步聚：
(1)菌液培育，将活性颗料污泥放置于400L厌氧反应器中，在37℃厌氧条件下进料培养活性颗料污泥一段时间，待VFA＜1,000mg/L，COD＜5,000mg/L以后每天接种餐厨垃圾水解浆料，根据检测pH＝7.3±0.3，VFA＜1,000mg/L，COD＜10,000mg/L，VS＜50％作为监测指标，逐渐提高活性颗料污泥负荷，待培养3个月后得到驯化培养后的污泥，完成菌液培育阶段；
(2)菌种配比，取部分驯化培养后的污泥接种到接种到产甲烷菌选择培养基中，经过2-3次富集培养后成为菌液A；同时将外购的产甲烷菌丝菌进行单独的37℃厌氧培养作为菌液B，八叠球菌做为C；
(3)得到复合产甲烷菌剂，如图2所示，将菌液A、菌液B、菌液C分别按照两两组合按质量比1:1混合后得到菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合，接种3％到500ml水解酸化的餐厨浆料中，分别统计16小时、21小时、24小时的甲烷产气量，比较菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合，得出菌液A与菌液B组合为最优组合，成为复合产甲烷菌剂。
将复合产甲烷菌剂与正在运行的生产项目产气进行对比，如图3所示，对照样本为深圳龙岗餐厨垃圾处理厂以及广州东部生物质综合处理厂的厌氧罐中的沼液。各取3％的沼液分别接种到500ml水解酸化的餐厨浆料中，统计24小时的产气量。对照组产气量约2,000ml，复合产甲烷菌剂产气量约3,000ml以上。
如图4所示，一种复合产甲烷菌的应用，具体步骤如下：
(1)将8升复合产甲烷菌剂接种到400升餐厨水解浆料中进行扩培37℃2天得到1级菌液；
(2)将1级菌液继续接种到8m3餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到2级菌液；
(3)将2级菌液继续接种到100m3餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到3级菌液，最后将3级菌液注入3,300m3厌氧反应器。
上述步骤中，所述扩培过程使用的反应器具有搅拌、控温、厌氧功能，搅拌通过桨叶搅拌，温度通过蒸汽控制在37℃，厌氧通过导入氮气赶走空气实现厌氧环境。
在上述步骤中，设立水解罐，将餐厨垃圾投放到水解罐进行水解，将水解后的餐厨水解浆料分别输送到一级扩培容器罐、二级扩培容器罐、三级扩培容器罐，其作用是加快餐厨浆料水解酸化，将大分子化合物分解成小分子，使得厌氧菌利用效率更高。水解酸化技术标准是pH降低到4以下，VFA10,000mg/L，COD 100,000mg/L。
下表1为接种复合产甲烷菌实验组与对照组对比：
表1
从表1中可看出，接种复合产甲烷菌的厌氧系统的厌氧系统产气量提高30％，甲烷含量从60％提高至67％，系统内VFA＜500mg/L，COD＜8,000mg/L，提高餐厨垃圾处理量10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)向厌氧系统的罐体内接种复合产甲烷菌，提高罐体内菌群数量，在不改变容积的前提下提高垃圾处理量；
(2)提高系统稳定性，使系统内VFA以及COD处于较低含量；
(3)接种复合产甲烷后产气量大幅提高，甲烷纯度大幅提高。
以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，对这些实施方式进行各种变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种复合产甲烷菌制备方法，其特征在于，包括以下具体步聚：
(1)菌液培育，将活性颗料污泥放置于厌氧反应器中，在37℃厌氧条件下进料培养活性颗料污泥一段时间，待VFA＜1,000mg/L，COD＜5,000mg/L以后每天接种餐厨垃圾水解浆料，根据检测pH＝7.3±0.3，VFA＜1,000mg/L，COD＜10,000mg/L，VS＜50％作为监测指标，逐渐提高活性颗料污泥负荷，待培养3个月后得到驯化培养后的污泥，完成菌液培育阶段；
(2)菌种配比，取部分驯化培养后的污泥接种到产甲烷菌选择培养基中，经过2-3次富集培养后成为菌液A；同时将外购的产甲烷菌丝菌进行单独的37℃厌氧培养作为菌液B，八叠球菌做为C；
(3)得到复合产甲烷菌剂，将菌液A、菌液B、菌液C分别按照两两组合按质量比1:1混合后得到菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合，接种3％到水解酸化的餐厨浆料中，分别统计16小时、21小时、24小时的甲烷产气量，比较菌液A与菌液B组合、菌液A与菌液C组合、菌液B与菌液C组合的产气量，取最大值的组合为最优组合，成为复合产甲烷菌剂。
2.根据权利要求1方法制备的复合产甲烷菌的应用，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将复合产甲烷菌剂接种到餐厨水解浆料中扩培37℃2天得到1级菌液；
(2)将1级菌液继续接种餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到2级菌液；
(3)将2级菌液继续接种餐厨水解浆料中扩培37℃2天后得到3级菌液，最后将3级菌液注入厌氧反应器。
3.根据权利要求2所述的复合产甲烷菌的应用，其特征在于，在步骤(1)至(3)中，所述扩培过程使用的反应器具有搅拌、控温、厌氧功能，搅拌通过桨叶搅拌，温度通过蒸汽控制在37℃，厌氧通过导入氮气赶走空气实现厌氧环境。
4.根据权利要求2所述的复合产甲烷菌的应用，其特征在于，在步骤(1)至(3)中，设立水解罐，将餐厨垃圾投放到水解罐进行水解，将水解后的餐厨水解浆料分别输送到一级扩培容器罐、二级扩培容器罐、三级扩培容器罐，其作用是加快餐厨浆料水解酸化，将大分子化合物分解成小分子，使得厌氧菌利用效率更高。水解酸化技术标准是pH降低到4以下，VFA10,000mg/L，COD 100,000mg/L。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114891676A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-12 | 淮阴工学院 | 一种促进市政有机垃圾协同处理的高性能微生物制备方法 |
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2020
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| CN114891676A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-12 | 淮阴工学院 | 一种促进市政有机垃圾协同处理的高性能微生物制备方法 |
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