[发明专利]一种提油后藻渣两相厌氧发酵制生物燃气方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能源领域，是一种提油后藻渣(以下简称藻渣)制备生物燃气的技术，同时涉及了一种藻渣预处理的技术工艺。

背景技术

微藻生物柴油具有不与粮争地、不与人争粮的优势，是生物能源发展的重要方向。微藻利用太阳能、水和二氧化碳合成藻类生物质。许多微藻富含油脂，可达到微藻生物质的60％以上。微藻生物柴油具有诱人的发展前景，微藻有可能成为生物柴油的主要原料。随着微藻生物柴油工业的发展，在油脂提取过程中，将产生大量的副产品-藻渣。藻渣含量可达微藻生物质的40％以上，如果不采取合适的处理方法，将直接影响微藻生物柴油产业的经济性。目前，国际上已经有利用藻渣制备动物饲料等的研究，但是由于在大多数情况下，使用有机溶剂进行微藻油脂提取，藻渣中有机溶剂的残留极大地限制了藻渣用于动物饲料的应用。因此，开展适宜于藻渣的处理技术研究，对于微藻生物柴油产业的发展具有重要作用。藻渣的主要成分是蛋白质和碳水化合物，都是重要的含能生物质。因此，对藻渣进行深度能源化利用，可提高微藻生物柴油产业的效益和最大限度从微藻获取能源。利用厌氧发酵技术，可进一步从藻渣提取清洁的氢气、沼气等能源，对于提高藻类生物质的能源转化率和促进微藻能源产业发展具有重要意义。

提油后藻渣是一种十分重要的生物能源生产过程中的副产品，藻渣富含碳水化合物和蛋白质。混合厌氧菌群可以将碳水化合物和蛋白质转化成为氢气或者甲烷等生物燃气，因而利用厌氧发酵技术将其转化为生物燃气是可行的。开发合适的藻渣预处理技术对推动微藻生物质综合利用和促进微藻生物柴油行业可持续发展具有重要意义，并且具有很大的应用潜力和良好的推广前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以藻渣为原料的生物燃气高效生产技术。其采用高效的热化学处理手段，两相厌氧发酵生产工艺来提高藻渣的产燃气能力，为具有巨大发展潜力的藻渣发酵制燃气产业提供核心技术。

为实现本发明的目的，本发明采取的技术方案为：藻渣首先进行预处理。然后进行第一相厌氧产氢发酵。第一相发酵液再转入另一反应器中进行第二相产甲烷发酵。

具体地说，本发明提供的藻渣两相厌氧发酵制生物燃气方法，其主要步骤为：

1)藻渣进行热碱预处理；

2)进行第一相厌氧产氢发酵，接种物是经热处理的厌氧消化污泥；第一相厌氧产氢发酵初始pH＝6.0-6.5，发酵温度为30-37℃；

3)第一相厌氧产氢发酵后的发酵液进行第二相厌氧发酵产甲烷，接种物是厌氧消化污泥，第二相厌氧发酵产甲烷发酵初始pH＝7.0-8.0，发酵温度为30-37℃。

所述的方法中，藻渣热碱预处理温度为80-120℃，碱质量浓度为0.5-1.6％，藻渣预处理的固含量质量百分比为4％，处理时间6-9小时。优选热碱预处理温度为100℃，碱质量浓度为0.8％，处理时间8小时。

所述的方法中，步骤2中厌氧消化污泥的热处理条件是70-100℃，处理时间10-60分钟，优选热处理条件是95℃，30分钟。

所述的方法中，第一相厌氧发酵产氢过程中藻渣的固含率是2％，接种物终浓度是0.5-2.2g-VSS(挥发性悬浮状固体)/L；第二相发酵的固含率是1％，接种物终浓度是2.5-3.5g-VSS/L。优选的接种物终浓度分别是1.18g-VSS/L和2.95g-VSS/L。

所述的方法中，第一相厌氧发酵产氢所用的培养基组成是：