申请日2015.12.11
公开(公告)日2016.03.16
IPC分类号C12P3/00; C12R1/145
摘要
本发明属于生物发酵制氢技术领域，具体涉及一种利用生物柴油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)以生物柴油废水为底物，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。本发明将生物柴油废水作为底物，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
1.一种利用生物柴油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)以生物柴油废水为底物，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：甘油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，所述生物柴油废水的有机物成分中，甘油的质量百分含量大于90%。
说明书
一种利用生物柴油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，具体涉及一种利用生物柴油废水发酵产氢的方法。
背景技术
生物柴油是一种新型可再生的生物质能源，颇具发展潜力。随着生物柴油技术的发展，生物柴油产量逐渐增大，其生产过程中产生的废水成为一个不可忽视的环境问题。生物柴油废水主要产生于水洗阶段，是一种集悬浮油、乳化油、溶解性有机物等多种物质于一体的多相体系，其中主要的污染物包括甘油、醇、烃类和氨氮等。生物柴油废水有机物含量高且以甘油为主。由于废水量大且其中甘油浓度高，直接丢弃不仅对环境造成污染，也是一种资源浪费。通过回收其中的甘油可以减少浪费，但废水成分的复杂性又限制了对其中甘油的有效回收。因此，通过微生物发酵将生物柴油废水中的有机物转化为能源不失为一种好办法。
目前比较常见的研究是以甘油或生物柴油废水为底物，通过微生物发酵的方法，将甘油转化为1,3-丙二醇。但生成的1,3-丙二醇依然存在于液相中，同样面临回收难度大、回收成本高等问题。若以生物柴油废水为底物发酵制备氢气，氢气以气体的形式存在，很容易从废水中分离并收集。
氢气具有热值高、方便储存运输、对环境无污染等优点，不仅是一种重要的化工原料，也是一种最具发展潜力的清洁能源。以生物柴油废水为底物制备氢气具有很高的经济效益和环境效益，对能源与环境的发展都具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用生物柴油废水发酵产氢的方法，以下是本发明技术方案的详细描述：
一种利用生物柴油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)以生物柴油废水为底物，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：甘油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。
本发明所述生物柴油废水的有机物成分中，甘油的质量百分含量大于90%。
本发明的有益效果为：将生物柴油废水作为底物，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。
