申请日2015.12.11
公开(公告)日2016.03.16
IPC分类号C12P3/00
摘要
本发明属于生物发酵制氢技术领域，具体涉及一种利用乳制品废水发酵产氢的方法。具体步骤包括：(1)接种菌群的预处理与预培养;(2)以乳制品废水为底物，进行微生物厌氧发酵产氢。所述接种菌群为混合菌群或丁酸梭菌INET1。本发明将乳制品废水作为底物，通过微生物厌氧发酵产氢，一方面可以将废水中的有机物转化成为清洁能源氢气，实现废水中有机污染物的资源化;另一方面还达到了治理废水、消除污染的效果;清洁能源氢气的生产还具有缓解能源危机的作用。因此，该发明具有较高的经济效益和环境效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用乳制品废水发酵产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)接种菌群的预处理与预培养;
(2)以乳制品废水为底物，进行微生物厌氧发酵产氢。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种菌群为混合菌群或丁酸梭菌INET1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当接种菌群为混合菌群时，预处理方法为：用5kGy剂量的γ射线辐照处理厌氧消化污泥，放射源为60Co源，得到辐照后的消化污泥;
预培养方法为：将辐照后的消化污泥以1:10接种比接种于预培养基中，在36℃，厌氧条件下恒温振荡培养20-48h，得到对辐照耐受性强的混合菌群;
当接种菌群为丁酸梭菌INET1时，预处理方法为：用5kGy剂量的γ射线辐照处理厌氧消化污泥，放射源为60Co源，得到辐照后的消化污泥;
预培养方法为：将辐照后的消化污泥以1:10接种比接种于预培养基中，在36℃，厌氧条件下恒温振荡培养20-48h，得到对辐照耐受性强的混合菌群;将混合菌群以涂布和划线的方式接种于分离培养基，经过3-5次分离，得到圆形、乳白色、边缘整齐的单一菌落，即为丁酸梭菌INET1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当接种菌群为混合菌群时，预培养基组分为：乳糖20g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，营养液10mL/100mL;
当接种菌群为丁酸梭菌INET1时，预培养基组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，营养液10mL/100mL;分离培养基组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，琼脂粉15-20g/L，营养液10mL/100mL;
所述营养液的组分为：NaHCO340g/L，NH4Cl5g/L，NaH2PO4·2H2O5g/L，K2HPO4·3H2O5g/L，FeSO4·7H2O0.25g/L，MgCl2·6H2O0.085g/L，NiCl2·6H2O0.004g/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厌氧发酵产氢的具体操作为，将富集得到的对辐照耐受性强的接种菌群以1:10接种比接种入反应器;反应开始前用氮气吹脱反应器，为反应提供厌氧条件;发酵温度为36℃，100r/min恒温振荡培养，直至停止产气。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳制品废水的有机物成分中，乳糖质量百分含量为15%-30%。
说明书
一种利用乳制品废水发酵产氢的方法
技术领域
本发明属于生物发酵制氢技术领域，具体涉及一种利用乳制品废水发酵产氢的方法。
背景技术
氢气是一种重要的化工原料，在石油化工、冶金工业、精细有机物合成等方面均有广泛应用。同时，氢气还是一种理想的清洁能源，具有燃烧热值高、燃烧产物无污染等特点。目前工业中应用的氢气多通过传统方法制备，如化石燃料的非催化部分氧化，甲烷的蒸汽重组，水的电解等。这些方法不仅耗能高，成本高，对环境也有一定的污染。而利用微生物发酵方法制备氢气，则可以提升氢气的环境效益，实现可持续生产。
生物发酵制氢可以多种有机物为底物，目前研究中比较常用的有糖类、有机废水、有机固体废弃物等。以单质糖类为底物可以得到较高的产氢速率和底物利用率，但成本较高;以有机废物为底物，不仅可以降低发酵制备氢气的成本，还能起到有机废物治理的效果。
随着国民经济的增长和人民生活水平的提高，人们对乳制品的需求也随之增大。乳制品生产废水的主要成分包括乳糖、蛋白质、脂质等，具有有机物浓度含量高、可生化性强的特点。近年来，随着乳制品销量的增长和产品多样性的开发，乳制品废水的处理面临废水量大、水质波动大等问题。
利用乳制品废水有机物含量高，可生化性强的特点，将其作为微生物发酵产氢的底物，不仅可以降低产氢的成本，也有助于实现乳制品废水资源化，达到变废为宝的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用乳制品废水发酵产氢的方法，以下是本发明技术方案的详细描述：
一种利用乳制品废水发酵产氢的方法，包括以下步骤：
(1)接种菌群的预处理与预培养;
(2)以乳制品废水为底物，进行微生物厌氧发酵产氢。
所述接种菌群为混合菌群或丁酸梭菌INET1。
(一)当接种菌群为混合菌群时，预处理方法为：用5kGy剂量的γ射线辐照处理厌氧消化污泥，放射源为60Co源，得到辐照后的消化污泥;
预培养方法为：将辐照后的消化污泥以1:10接种比接种于预培养基中，在36℃、厌氧条件下恒温振荡培养20-48h，得到对辐照耐受性强的混合菌群;
所述预培养基组分为：乳糖20g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，营养液10mL/100mL;所述营养液的组分为：NaHCO340g/L，NH4Cl5g/L，NaH2PO4·2H2O5g/L，K2HPO4·3H2O5g/L，FeSO4·7H2O0.25g/L，MgCl2·6H2O0.085g/L，NiCl2·6H2O0.004g/L。
(二)当接种菌群为丁酸梭菌INET1时，预处理方法为：用5kGy剂量的γ射线辐照处理厌氧消化污泥，放射源为60Co源，得到辐照后的消化污泥;
预培养方法为：将辐照后的消化污泥以1:10接种比接种于预培养基中，在36℃、厌氧条件下恒温振荡培养20-48h，得到对辐照耐受性强的混合菌群;将混合菌群以涂布和划线的方式接种于分离培养基，经过3-5次分离，得到圆形、乳白色、边缘整齐的单一菌落，即为丁酸梭菌INET1;
所述预培养基组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，营养液10mL/100mL;分离培养基组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，酵母粉0.5g/L，琼脂粉15-20g/L，营养液10mL/100mL;所述营养液的组分为：NaHCO340g/L，NH4Cl5g/L，NaH2PO4·2H2O5g/L，K2HPO4·3H2O5g/L，FeSO4·7H2O0.25g/L，MgCl2·6H2O0.085g/L，NiCl2·6H2O0.004g/L。
所述厌氧发酵产氢的具体操作为，将富集得到的对辐照耐受性强的接种菌群以1:10接种比接种入反应器;反应开始前用氮气吹脱反应器，为反应提供厌氧条件;发酵温度为36℃，100r/min恒温振荡培养，直至停止产气。
本发明所述乳制品废水的有机物成分中，乳糖质量百分含量为15%～30%。
本发明的有益效果为：将乳制品废水作为底物，通过微生物厌氧发酵产氢，一方面可以将废水中的有机物转化成为清洁能源氢气，实现废水中有机污染物的资源化;另一方面还达到了治理废水、消除污染的效果;清洁能源氢气的生产还具有缓解能源危机的作用。因此，该发明具有较高的经济效益和环境效益。
