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1、(10)申请公布号 CN 102477449 A (43)申请公布日 2012.05.30 CN 102477449 A *CN102477449A* (21)申请号 201010557649.5 (22)申请日 2010.11.24 C12P 3/00(2006.01) C12P 7/06(2006.01) (71)申请人 上海工程技术大学 地址 201620 上海市松江区龙腾路 333 号 (72)发明人 韩伟 李永峰 王占青 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 31225 代理人 林君如 (54) 发明名称 一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺 (57) 摘要 本发明涉及。
2、一种利用厌氧发酵系统制氢产醇 的工艺， 将生活污水沟底泥过滤后用糖蜜废水稀 释至溶液中的 COD 为 10000mg/L， 然后添加氮磷 复合肥， 控制溶液中的 COD N P 的重量比为 100051， 在氧气气氛下驯化2周后得到污泥 接种于连续流搅拌槽式反应器中， 利用糖蜜废水 将反应器中 COD 浓度调节为 2000 6000mg/L， 将 糖蜜废水与污泥充分混合 24 30h， 即发酵得到 氢气和液态乙醇。 与现有技术相比， 本发明原料易 得、 操作简单、 产率高、 分离简便的优点， 适合于工 业生产， 在发酵生物制氢的同时， 制取出了较高含 量的液态乙醇， 得到的新型的厌氧混合培养制。
3、氢 产醇复合能源生产发酵系统， 具有较高的应用价 值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 其特征在于， 该工艺包括以下步骤 ： (1) 将生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释至溶 液中的 COD 为 10000mg/L， 然后添加氮磷复合肥， 控制溶液中的 COD N P 的重量比为 1000 5 1， 在氧气气氛下驯化 2 周 ； (2) 将驯化后得到污泥接种于连续流搅拌槽式。
4、反应器中， 控制反应温度为 35 40， 水力停留时间为 4 6h， 利用糖蜜废水将反应器中 COD 浓度调节为 2000 6000mg/L ； (3) 将糖蜜废水与污泥充分混合 24 30h， 即发酵得到氢气和液态乙醇。 2. 根据权利要求 1 所述的一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 其特征在于， 步骤 (2) 中所述的污泥的接种量为 12 18g/L。 3. 根据权利要求 1 所述的一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 其特征在于， 所述 的连续流搅拌槽式反应器外缠绕有电热丝， 控制反应器内的温度。 权 利 要 求 书 CN 102477449 A 2 1/3 页 3 一种利用厌氧发酵。
5、系统制氢产醇的工艺 技术领域 0001 本发明涉及生物发酵领域， 尤其是涉及一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺。 背景技术 0002 能源是人类赖以生存和发展的基础， 是发展工业、 农业、 国防、 科学技术和提高人 民生活水平的重要物质基础， 它的开发和利用程度能够对人类社会的可持续发展产生重要 的影响。随着科技的发展和社会生活水平的提高， 人们对能源的需求量也与日俱增。地球 上作为一级能源的化石能源都是不可再生的， 而且它们的储量是十分有限的。随着人类的 大量开采和利用， 这些珍贵的化石能源将逐渐枯竭。因此人类迫切地需要开发清洁的可再 生能源， 世界各国对可替代能源的研究兴趣也在日益增加。 。
6、0003 微生物具有转化生物质 ( 包括废物废水 ) 为有价值的液体或者气相物质的潜能。 2003 年 3 月， 一项新的欧盟指令已确定， 即在今后几年里， 在运输部门扩大使用生物燃料。 生物燃料的生产将有助于处理农产品的过剩以及为进一步为减少二氧化碳的释放作出贡 献。乙醇既可作为汽油燃料的补充以用作运输， 又可作为生物制取柴油的底物。因此， 生物 质原料转化为生物乙醇和 / 或生物柴油成为当今生物能源技术的研究热点。 0004 另一方面， 由于氢气的高热量、 可循环再生和无污染等优点， 被认为是未来理想的 清洁能源。而且， 在最近十年， 氢气以及它作为交通运输目的 ( 汽车 ) 燃料和发电的。
7、潜在应 用， 已经引起广泛关注。发酵制氢具有无需光照条件、 可利用有机废物 / 废水等多种碳源作 为底物、 有价值的代谢产物 ( 如乙醇、 丁酸和乙酸 ) 而更具吸引力。目前研究发现， 厌氧发 酵制氢的主要底物是碳水化合物 ( 糖类 )， 因此， 富含大量碳水化合物的废物 / 废水被认为 是制氢的潜在能源。 0005 到目前为止， 关于厌氧发酵生物技术的研究多集中在生物制氢和生物制沼气， 然 而， 如果能在生物制氢的同时， 制取出较高含量的乙醇， 这样既能减少生产成本， 又能提高 生物燃料的产量， 具有更加广泛的研究价值和实际的生产意义， 大大提高了生物燃料领域 的发展。 发明内容 0006 。
8、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种原料易得、 操作 简单、 产率高的利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺。 0007 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 ： 0008 一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 其特征在于， 该工艺包括以下步骤 ： 0009 (1) 将生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释 至溶液中的 COD 为 10000mg/L， 然后添加氮磷复合肥， 控制溶液中的 COD N P 的重量比 为 1000 5 1， 在氧气气氛下驯化 2 周 ； 0010 (2) 将驯化后得到污泥接种于连续流搅拌槽式反应器中， 控制反应温度。
9、为 35 40， 水力停留时间为 4 6h， 利用糖蜜废水将反应器中 COD 浓度调节为 2000 6000mg/ 说 明 书 CN 102477449 A 3 2/3 页 4 L ； 0011 (3) 将糖蜜废水与污泥充分混合 24 30h， 即发酵得到氢气和液态乙醇。 0012 步骤 (2) 中所述的污泥的接种量为 12 18g/L。 0013 所述的连续流搅拌槽式反应器外缠绕有电热丝， 控制反应器内的温度。 0014 与现有技术相比， 本发明具有以下优点 ： 0015 (1) 本发明具有原料易得、 操作简单、 产率高、 分离简便的优点， 适合于工业生产 ； 0016 (2) 本发明在发酵。
10、生物制氢的同时， 制取出了较高含量的液态乙醇 ； 0017 (3) 本发明得到一种新型的厌氧混合培养制氢产醇复合能源生产发酵系统， 具有 较高的应用价值。 具体实施方式 0018 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 0019 实施例 1 0020 一种用于厌氧混合培养发酵系统的制氢产醇复合能源生产方法， 该方法包括以下 工艺步骤 ： 0021 (1) 生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释后 COD 为 10000mg/L 并添加氮磷复合肥 (COD N P 保持在 1000 5 1)， 好氧曝气驯化 2 周 ； 0022 (2) 连续流搅拌槽式反应器。
11、接种污泥量 ( 挥发性悬浮固体 ) 为 17.74g/L， 通过外 缠电热丝将温度控制在 36， 稀释糖蜜废水至 COD 为 4000mg/L 并利用计量泵泵入反应器 内， 调节进水流速控制水力停留时间为 6h。 0023 (3) 当糖蜜废水进入反应器与驯化后污泥充分混合 24 小时以上， 氢气和液态乙醇 分别从反应器气相和液相出口排出。 0024 (4) 测量氢气和液态乙醇的含量， 通过热量值计算出热能。 0025 实施例 2 0026 一种用于厌氧混合培养发酵系统的制氢产醇复合能源生产方法， 该方法包括以下 工艺步骤 ： 0027 (1) 生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固。
12、体杂质， 用糖蜜废水稀释后 COD 为 5000mg/L 并添加氮磷复合肥 (COD N P 保持在 500 5 1)， 好氧曝气驯化 2 周 ； 0028 (2) 连续流搅拌槽式反应器接种污泥量 ( 挥发性悬浮固体 ) 为 15.58g/L， 通过外 缠电热丝将温度控制在 36， 稀释糖蜜废水至 COD 为 2000mg/L 并利用计量泵泵入反应器 内， 调节进水流速控制水力停留时间为 8h。 0029 (3) 当糖蜜废水进入反应器与驯化后污泥充分混合 24 小时以上， 氢气和液态乙醇 分别从反应器气相和液相出口排出。 0030 (4) 测量氢气和液态乙醇的含量， 通过热量值计算出热能。 0。
13、031 实施例 3 0032 一种用于厌氧混合培养发酵系统的制氢产醇复合能源生产方法， 该方法包括以下 工艺步骤 ： 说 明 书 CN 102477449 A 4 3/3 页 5 0033 (1) 生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释后 COD 为 2000mg/L 并添加氮磷复合肥 (COD N P 保持在 200 5 1)， 好氧曝气驯化 2 周 ； 0034 (2) 连续流搅拌槽式反应器接种污泥量 ( 挥发性悬浮固体 ) 为 12.26g/L， 通过外 缠电热丝将温度控制在 36， 稀释糖蜜废水至 COD 为 6000mg/L 并利用计量泵泵入反应器。
14、 内， 调节进水流速控制水力停留时间为 4h。 0035 (3) 当糖蜜废水进入反应器与驯化后污泥充分混合 24 小时以上， 氢气和液态乙醇 分别从反应器气相和液相出口排出。 0036 (4) 测量氢气和液态乙醇的含量， 通过热量值计算出热能。 0037 实施例 4 0038 一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 包括以下步骤 ： 0039 (1) 将生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释 至溶液中的 COD 为 10000mg/L， 然后添加氮磷复合肥， 控制溶液中的 COD N P 的重量比 为 1000 5 1， 在氧气气氛下驯化 2 周 ； 0040。
15、 (2)将驯化后得到污泥接种于连续流搅拌槽式反应器(CSTR)中， 接种量为12g/L， 连续流搅拌槽式反应器外缠绕有电热丝， 控制反应温度为35， 水力停留时间(HRT)为6h， 利用糖蜜废水将反应器中 COD 浓度调节为 2000mg/L ； 0041 (3) 将糖蜜废水与污泥充分混合 24h， 即发酵得到氢气和液态乙醇。 0042 实施例 5 0043 一种利用厌氧发酵系统制氢产醇的工艺， 包括以下步骤 ： 0044 (1) 将生活污水沟底泥经直径 0.5mm 的筛网过滤去除固体杂质， 用糖蜜废水稀释 至溶液中的 COD 为 10000mg/L， 然后添加氮磷复合肥， 控制溶液中的 COD N P 的重量比 为 1000 5 1， 在氧气气氛下驯化 2 周 ； 0045 (2)将驯化后得到污泥接种于连续流搅拌槽式反应器(CSTR)中， 接种量为18g/L， 连续流搅拌槽式反应器外缠绕有电热丝， 控制反应温度为40， 水力停留时间(HRT)为4h， 利用糖蜜废水将反应器中 COD 浓度调节为 6000mg/L ； 0046 (3) 将糖蜜废水与污泥充分混合 30h， 即发酵得到氢气和液态乙醇。 说 明 书 CN 102477449 A 5 。