申请日2016.08.29
公开(公告)日2017.02.01
IPC分类号C12P5/02
摘要
本发明公开了一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法。在高浓度氨氮条件下，添加适量的磁铁矿，以缓解高氨氮对C2~C4有机酸或C2~C4醇的厌氧产甲烷过程的限制;本发明适用于高氨氮条件下的厌氧发酵产甲烷体系，操作简单，成本低廉，具有广谱实用性。
权利要求书
1.一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法，其特征在于：在高氨氮厌氧污泥发酵体系中，添加C2~C4有机酸或C2~C4醇中的一种或多种为反应底物，添加磁铁矿，加速产甲烷的速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高氨氮的氨氮浓度为1.5～15g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以铁原子计，体系中磁铁矿添加的终浓度为1～50 mM。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：氨氮浓度为5g/L时，以铁原子计，体系中磁铁矿添加的终浓度为5mM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于： C2~C4有机酸为乙酸、丙酸，所述的C2~C4醇为乙醇。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的乙酸、丙酸、乙醇的独立浓度为5～30mM。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的乙酸、丙酸、乙醇的独立浓度为10mM。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述厌氧污泥发酵体系的厌氧状态为氧化还原电势ORP为-50～-240 mV。
说明书
一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法
技术领域
本发明涉及生物质能源领域，更具体地涉及一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法。
背景技术
废物和废水经厌氧消化器处理能产生清洁的可再生能源——甲烷，因此在过去的几十年中，厌氧消化过程受到大家的广泛关注。厌氧消化器的运行性能及稳定性受反应器结构、脂肪酸、pH、温度、污泥类型、化学物质等诸多因素的影响。其中氨氮(主要是铵离子和游离态氨)对厌氧消化过程具有十分重要的影响。
氨氮是微生物生长过程中重要的营养物质，但是高浓度氨氮对产甲烷菌有毒害作用，并且浓度越高，毒性越强，这往往是造成厌氧消化运行不稳定和失败的主要原因，已有研究表明，当氨氮浓度为0.5g/L(低浓度)，厌氧污泥产甲烷活性提高5%，当氨氮浓度为5g/L(高浓度)，厌氧污泥产甲烷活性下降70%左右。因此，缓解厌氧产甲烷系统中高氨氮的限制作用，是加速产甲烷的关键。
目前，缓解高氨氮限制的方法很多，包括提高系统污泥浓度、提高反应体系碱度、污泥微生物驯化、筛选耐高氨氮产甲烷菌、采用两相的厌氧消化反应器、降低氨氮水平等。其中降低氨氮含量可以采用稀释、调节进水C/N、吹脱、加入镁盐或正磷酸盐等手段。虽然上述方法均可以在一定程度上缓解高氨氮对系统产甲烷的限制，但是治标不治本，有些方法投入成本相对较高，维护处理较复杂，可能还需要实时监控。因此寻找一种新的能够缓解厌氧污泥系统高氨氮限制的方法，提高甲烷产生速率，具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种缓解高氨氮限制加速污泥产甲烷的方法，在高氨氮厌氧污泥发酵体系中，添加C2～C4有机酸或C2～C4醇中的一种或多种为反应底物，添加磁铁矿，加速产甲烷的速率。
高氨氮的氨氮浓度为1.5～15g/L，以铁原子计，体系中磁铁矿添加的终浓度为1～50mM。
作为优选的，氨氮浓度为5g/L时，以铁原子计，体系中磁铁矿添加的终浓度为5mM。
所述的C2～C4有机酸为乙酸、丙酸，所述的C2～C4醇为乙醇;乙酸、丙酸、乙醇的独立浓度为5～30mM。
作为优选的，乙酸、丙酸、乙醇的独立浓度为10mM。
所述厌氧污泥发酵体系的厌氧状态为氧化还原电势ORP为-50～-240mV。
本发明的有益效果是：
在高浓度氨氮条件下，添加适量的磁铁矿，能缓解高氨氮对C2～C4有机酸或C2～C4醇的厌氧产甲烷过程的限制作用;其中，以乙酸、丙酸、丁酸独立为反应底物时，添加磁铁矿能使产甲烷速率提高25%～65%，有效缓解高氨氮限制。
本发明适用于高氨氮条件下的厌氧发酵产甲烷体系，操作简单，成本低廉，具有广谱实用性。