[发明专利]一种强化混合菌群产己酸的方法

说明书

本发明公开了一种强化混合菌群产己酸的方法，属于废弃物资源化领域。所述方法是向发酵混合液中投加氯仿和碳酸钙进行厌氧发酵；所述氯仿的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为0.1‑2‰；所述碳酸钙的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为5‑25g/L。本发明采用氯仿和碳酸钙联合处理较单独氯仿处理和单独碳酸钙处理效果之和更优越，说明两者在强化己酸生产方面相互支持，相辅相成，具有协同作用。

技术领域

本发明涉及一种强化混合菌群产己酸的方法，属于废弃物资源化领域。

背景技术

厌氧混合菌群中存在的多种微生物对于己酸发酵是双刃剑，一方面提高了适应复杂体系的己酸生产，同时还提高了己酸最大累积浓度等。对于该项技术的研究也逐步深入进入机理探究以及应用化发展。

但是混合菌群中的其他功能微生物如互营氧化-产甲烷，同型产乙酸还原羧酸等潜在的影响了己酸发酵。这些竞争途径非常活跃，对己酸生产产生了负面影响。这些代谢途径的竞争简图如图1所示。

甲烷、丁醇和丁酸等副产物的影响因素和影响后果并不一致：(1)互营氧化-甲烷生产过程削弱了己酸生产，但是该过程可能并不对己酸发酵主导微生物本身造成严重威胁，某些情况下甚至会出现微弱共生的现象，即甲烷菌为己酸菌降低氢分压或提供辅因子，间接协助了己酸菌的生长；(2)丁醇积累可以认为是同型产乙酸菌摄取丁酸后进行还原，或者直接通过自生的丁酰辅酶A加氢转化而来，大量的丁醇积累会导致所蕴藏的电子当量无法再回到碳链延伸循环中，还削弱了转化效能，而在丁醇浓度达到更高时，甚至会导致己酸生产终止；(3)丁酸作为不充分碳链延伸的产物是己酸菌的生长偶联型产物，和己酸菌的增殖关系密切，尽管转化较慢，但是在适宜条件下仍然可以回到己酸转化循环。

发明内容

本专利针对竞争途径，尤其是丁醇和甲烷两途径的竞争微生物，通过投加氯仿对其进行约束性的调控，以强化己酸菌主导地位。而联合投加的碳酸钙可以实现己酸菌的生长促进。

本发明的第一个目的是提供一种发酵产己酸的方法，所述方法是向发酵混合液中投加氯仿和碳酸钙进行厌氧发酵；所述氯仿的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为0.1-2‰；所述碳酸钙的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为5-25g/L。

在本发明一种实施方式中，所述发酵混合液为同时含有乙醇和羧酸的发酵液；所述乙醇和羧酸质量比为(3-5)：1。

在本发明一种实施方式中，所述羧酸是指乙酸、丁酸和乳酸。

在本发明的一种实施方式中，所述羧酸是指乙酸。

在本发明一种实施方式中，所述发酵混合液是以接种污泥发酵液和自然酸化发酵液为原料，经调配得到。

在本发明一种实施方式中，所述自然酸化发酵液的制备方法是：将在果蔬废弃物中添加水，得到总固体浓度(TS)为7～10％、挥发性固体(VS)含量为80～120g-VS/L的发酵体系，然后将发酵体系于温度为34～36℃、pH为4.0～4.5、转速为12～60rpm的条件下进行发酵，得到自然酸化发酵液。

在本发明一种实施方式中，所述接种污泥发酵液的制备方法是：先在果蔬废弃物中添加水，得到总固体浓度(TS)为7～10％、挥发性固体(VS)含量为80～120g-VS/L的发酵体系，然后以50～100g-VS/L的接种量在发酵体系中接种厌氧污泥后将发酵体系于温度为34～36℃、pH为4.0～4.5、转速为12～60rpm的条件下进行发酵，得到接种污泥发酵液。

在本发明的一种实施方式中，所述果蔬废弃物含糖。

在本发明的一种实施方式中，所述果蔬废弃物的含糖量不低于8％(m/m)。