[发明专利]一种提高甲醇甲烷发酵活性的方法及其应用

说明书

本发明提供了一种提高甲醇甲烷发酵活性的方法，属于有机废水甲烷发酵技术领域。本发明通过在甲醇甲烷发酵体系中添加群体感应信号分子—N‑己酰基高丝氨酸内酯(C₆‑HSL)，调控微生物群体感应信号系统，可以有效提高产甲烷菌的群体代谢活性，进而提高甲醇降解速率和产甲烷速率，提高甲醇废水甲烷发酵的经济效益。

技术领域

本发明属于有机废水甲烷发酵技术领域，尤其涉及一种提高甲醇甲烷发酵活性的方法及其应用。

背景技术

甲醇(Methanol，dried，CH₃OH)系结构最为简单的饱和一元醇，作为化工产业的支柱产品，广泛应用于有机合成、石油化工和林业化工生产中，由此产生的废水中也含有高浓度的甲醇。甲醇对人体毒性较大，口服中毒最低剂量约为100mg/kg(体重)，经口摄入0.3～1g/kg(体重)可致死。同时甲醇对微生物具有一定毒性，浓度为790mg/L的甲醇就能够降低生物滤池中有机物降解效率，浓度为5000mg/L的甲醇则能够抑制消化池中污泥的消化。

甲醇废水是指在甲醇工业生产或使用过程中产生的含甲醇废水，属于易降解高浓度有机废水，国家对甲醇废水的排放有严格的规定，必须经处理达到一定标准后才能排放。目前常见的甲醇废水处理手段主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法等。其中厌氧生物处理法由于处理所需的费用较低，同时能够回收氢气和甲烷等可再生能源，因此得到了广泛的应用。甲醇的厌氧降解主要由产甲烷菌介导，产甲烷菌属于古菌，其生长代谢速率缓慢，对pH、温度和底物浓度等环境因子变化敏感，因此产甲烷步骤被认为是甲烷发酵的限速步骤。虽然甲醇的可生化性较高，但高浓度的甲醇对微生物具有一定的毒性，使得高浓度甲醇废水的处理效能较差。因此，如何开发一种可以提高产甲烷菌群活性的高效甲醇甲烷发酵技术，增加高浓度甲醇废水甲烷发酵效率并降低甲醇废水的处理成本，成为本领域迫切需要解决的一个技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高甲醇甲烷发酵活性的方法，可以有效提高产甲烷菌的群体代谢活性，进而提高甲醇降解速率和产甲烷速率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种提高甲醇甲烷发酵活性的方法，包括：在甲醇甲烷发酵体系中添加N-己酰基高丝氨酸内酯。

优选的，所述N-己酰基高丝氨酸内酯在甲醇甲烷发酵体系中的添加量为4～6μg/L。

优选的，所述甲醇甲烷发酵体系中甲醇的含量为1～10g/L。

优选的，所述甲醇甲烷发酵体系中含有厌氧活性污泥，所述厌氧活性污泥中含有甲基营养型产甲烷菌。

优选的，所述甲醇甲烷发酵体系中还含有基础厌氧培养基。

优选的，将厌氧活性污泥接种到含有甲醇的基础厌氧培养基中，添加N-己酰基高丝氨酸内酯进行甲烷厌氧发酵。

优选的，厌氧活性污泥的接种量为基础厌氧培养基体积的5～20％。

优选的，所述厌氧活性污泥取自甲烷发酵反应器。

优选的，所述甲醇甲烷发酵温度为30～40℃。

本发明还提供了上述方法在处理甲醇废水中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过向甲醇甲烷发酵体系中添加N-己酰基高丝氨酸内酯，可以调控微生物群体感应信号系统，提高厌氧活性污泥的甲酸降解速率，提高产甲烷菌的群体代谢活性，进而提高甲醇甲烷发酵活性，增加培养体系中产甲烷速率。

本发明有助于甲烷发酵体系耐受高浓度的甲醇，提升高浓度甲醇废水甲烷发酵效率并降低甲醇废水的处理成本，提升了经济性和实效性，更易用于工程实践，具有广阔的工业应用前景。

附图说明