氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法与流程

本发明属于环境废弃物资源化处置，涉及一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法。

背景技术：

1、产甲烷古菌是一类专性厌氧菌，在厌氧发酵系统中扮演着关键角色。在厌氧发酵过程中，产甲烷菌包括氢型产甲烷菌、乙酸型产甲烷菌以及甲基营养型产甲烷古菌。它们是厌氧发酵过程食物链中的最后一组成员，尽管它们所利用的营养物质不同，但它们在厌氧发酵系统中具有共同的生理特性。与水解、酸化细菌相比，产甲烷古菌对环境条件的变化适应性差，尤其是餐厨废水、养殖废水中的高浓度氨氮往往会对产甲烷古菌的代谢效能产生毒性抑制，影响厌氧发酵系统的产甲烷效能。因此，基于功能产甲烷菌的快速富集原理，开发高浓度氨氮抑制条件下厌氧发酵系统产甲烷能力快速恢复的方法，对厌氧发酵技术的工程应用具有重要意义。

2、目前，驯化富集产甲烷古菌的方法主要有培养基培养法，压力囊式发酵技术以及投加外源多孔碳材料等。①培养基培养法是指利用微生物纯化技术，利用产甲烷培养基对产甲烷古菌进行纯化分离。其缺点是该方法的菌落培养与纯化分离需在无菌的厌氧培养箱中进行，操作难度大，成本高；②压力囊式发酵技术利用培养压力控制富集产甲烷菌群的方法，把不同的产甲烷古菌分别富集在不同的层面，从而获得不同种类的产甲烷古菌群。其缺点是培养时间周期长，效率低。③投加生物炭等多孔碳材料可富集功能产甲烷菌，但生物炭较高的制备成本，在一定程度上限制了该类技术的工程应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，该方法能够快速恢复氨氮抑制条件下厌氧发酵系统的产甲烷能力，且具有成本低、培养周期短以及操作简单的特点。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，包括以下步骤：

3、向厌氧发酵系统中投加木屑作为微生物载体，并向厌氧发酵系统中投加微生物种污泥，再对厌氧发酵系统进行持续曝气，然后对厌氧发酵系统进行密封，以保证厌氧发酵系统运行所需的厌氧环境，通过所述微生物载体富集功能产甲烷菌，以提高厌氧发酵系统的产甲烷能力。

4、木屑的尺寸为2-5mm，投加量为10g/l。

5、所述厌氧发酵系统中的基质为丁酸钠溶液。

6、所述微生物种污泥来自于稳定运行一年以上的中温厌氧发酵系统。

7、厌氧发酵系统在发酵过程中的温度为35℃-37℃。

8、产甲烷过程造成抑制的氨氮投加浓度为5g/l。

9、所述对厌氧发酵系统进行持续曝气的过程为：

10、利用氮气对厌氧发酵系统进行持续曝气。

11、木屑的尺寸为2-5mm，投加量为10g/l；所述厌氧发酵系统中的基质为丁酸钠溶液。

12、厌氧发酵系统在发酵过程中的温度为35℃-37℃；产甲烷过程造成抑制的氨氮投加浓度为5g/l。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法在具体操作时，通过木屑快速富集产甲烷古菌，缓解氨氮以及vfa积累所产生的抑制，从而缩短产甲烷延滞期，提高产甲烷速率，强化产甲烷效能；并且所使用的木屑来源于生物质废弃，制备技术环境友好，成本低廉，具有可观的环境效益与经济效益。

技术特征：

1.一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，投加木屑作为微生物载体，能够有效富集功能产甲烷菌，缓解厌氧发酵系统受到的氨氮抑制，实现系统产甲烷能力的有效恢复。

2.一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，木屑的尺寸为2-5mm，投加量为10g/l。

4.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，所述厌氧发酵系统中的基质为丁酸钠溶液。

5.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，所述微生物种污泥来自于稳定运行一年以上的中温厌氧发酵系统。

6.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，厌氧发酵系统在发酵过程中的温度为35℃-37℃。

7.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，产甲烷过程造成抑制的氨氮投加浓度为5g/l。

8.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，所述对厌氧发酵系统进行持续曝气的过程为：

9.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，木屑的尺寸为2-5mm，投加量为10g/l；

10.根据权利要求2所述的氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，其特征在于，厌氧发酵系统在发酵过程中的温度为35℃-37℃；

技术总结
本发明公开了一种氨氮抑制条件下快速恢复厌氧发酵系统产甲烷能力的方法，包括以下步骤：向厌氧发酵系统中投加木屑作为微生物载体，并向厌氧发酵系统中投加微生物种污泥，再对厌氧发酵系统进行持续曝气，然后对厌氧发酵系统进行密封，以保证厌氧发酵系统运行所需的厌氧环境，通过所述微生物载体有效富集功能产甲烷菌，以提高厌氧发酵系统的产甲烷能力，该方法能够快速恢复氨氮抑制条件下厌氧发酵系统的产甲烷能力，且具有成本低、培养周期短以及操作简单的特点。

技术研发人员：张成,苏艳,王正江,高峰,王璟,王高骏,姜琪,董士荣,黄倩,张波,刘小娇
受保护的技术使用者：华能中济环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17