[发明专利]提高厌氧生物反应效率的生物炭精加工方法

说明书

本发明涉及提高厌氧生物反应效率的生物炭精加工方法。该方法对粗生物炭进行如下处理：粗生物炭粉碎至一定的颗粒粒径范围，得到超细生物炭；经上述粉碎后的超细生物炭通过浸洗液进行浸洗处理。通过本发明方法精加工获得的生物炭应用于厌氧消化、碳链生物延伸、合成气发酵等厌氧生物反应时，可显著提高厌氧生物反应效率，提高生物炭应用成效的显著性和成效的稳定性，减少生物炭应用时的投加量，降低应用成本。

技术领域

本发明属于环境保护和资源综合利用领域，涉及一种以应用到厌氧转化过程为目的的生物炭精加工方法。

背景技术

应用于环境资源领域的厌氧生物反应主要是“厌氧消化”，将废物中的有机物降解转化成甲烷和二氧化碳。而近年来发展的“生物精炼”技术则更强调以废物为原料来合成更高资源价值的化学品，比如，碳链生物延伸技术是利用厌氧微生物将短碳链有机酸转化成中、长碳链有机酸；合成气发酵技术是利用厌氧微生物将废物衍生合成气转化成甲烷和酸、醇产物。

由于厌氧微生物生长缓慢、对环境参数变化极其敏感，因此，厌氧消化、碳链生物延伸、合成气发酵这些厌氧生物反应普遍存在转化率低、易受基质或产物抑制、运行不稳定的问题。近期很多研究人员都提出了将废物热解制得的生物炭应用于厌氧生物反应过程，以提高系统效率的技术思路。例如：中国发明专利【一种利用木炭促进污泥厌氧消化产甲烷的方法.公开号:CN 104150730A】将粒径<0.5mm的木炭粉末投加至厌氧消化反应器；中国发明专利【一种利用复合材料促进固体有机废弃物产沼气的方法.公开号:CN 102061254A】将粒径10-500μm的木炭和麦饭石混合材料作为添加剂，用于促进固体有机废弃物的厌氧发酵；文献【Barua,S.,Dhar,B.R.2017.Advances towards understanding and engineeringdirect interspecies electron transfer in anaerobic digestion.BioresourceTechnology,244(Part 1),698-707.】和【Romero-Güiza,M.S.,Vila,J.,Mata-Alvarez,J.,Chimenos,J.M.,Astals,S.2016.The role of additives on anaerobic digestion:Areview.Renewable and Sustainable Energy Reviews,58,1486-1499.】综述了近五年来生物炭作为添加剂在有机物厌氧消化过程的应用；中国发明专利【一种提高碳链生物延伸产物合成浓度的方法.公开号:CN 105755059 A】提出利用颗粒粒径小于100微米的导电性炭基材料来提高碳链生物延伸产物合成浓度；中国发明专利【一种利用碳材料改善合成气厌氧发酵效果的方法.CN107130003A】提出应用粒径<150微米、比表面积不低于100m²/g或者酸碱官能团含量不低于3mmol/g的碳材料来改善合成气厌氧发酵效果。