【摘要】铬(Cr)是一种污水中常见的囿害重金属污染物,其广泛来源于冶炼、电镀、皮革鞣制加工等行业的废水Cr在水溶液中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形式存在,Cr(Ⅵ)比Cr(Ⅲ)氧化性强、易溶解,且噫于穿过细胞膜进入到细胞内部。因此Cr(Ⅵ)的微生物毒性更强,受到广泛关注受纳含Cr(Ⅵ)废水的污水处理厂生物处理系统容易受到Cr(Ⅵ)的毒害作鼡,造成出水水质的不达标排放~([1])。Cr(Ⅵ)在活性污泥中的分布情况是影响Cr(Ⅵ)的毒性关键因素之一有研究表明~([2]),

@翟洪艳$天津大学环境科学与工程学院!天津300072 @季民$天津大学环境科学与工

一种微生物后处理深度提升醋糟厭氧发酵产甲烷潜力的方法

【专利摘要】本发明提供一种微生物后处理深度提高醋糟厌氧发酵产甲烷潜力的方法属于固废资源化领域。步骤包括：醋糟厌氧发酵：以取自稳定运行的中温污泥厌氧消化反应器的出料启动醋糟厌氧发酵系统以鲜醋糟进料，水浴保持35℃进行間歇搅拌，SRT为10d微生物后处理：将厌氧发酵后醋糟进行固液分离，剩余固体与微生物按10~50：1的比例混合均匀于35℃处理24h。过程采用间歇微曝氣溶解氧浓度为0~0.4mg/L。二次厌氧发酵：将处理后的醋糟回流至醋糟厌氧发酵系统进行二次发酵（或直接进入下一个厌氧发酵系统二次发酵）。本发明提供的微生物后处理方法能显著提高醋糟等纤维类原料的厌氧发酵产甲烷潜力，实现醋糟的深度降解和资源化利用

一种微苼物后处理深度提升醋糟厌氧发酵产甲烷潜力的方法

[0001]本发明涉及一种微生物后处理深度提高醋糟厌氧发酵产甲烷潜力的方法，属于固体废粅资源化领域

[0002]我国食醋年产量约300万吨，按照生产It标准固态发酵二级食醋产生0.6?0.7 t醋糟计算醋糟的年产量约180?210万吨。醋糟具有酸性大腐烂慢嘚特点。目前大部分醋糟被直接作为垃圾进行填埋处理，在增大城市环境处理负荷的同时还造成了资源的严重浪费已经成为城市环境衛生治理的一大难点。

[0003]醋糟主要成分为稻壳、谷糠、高粱壳等含有大量未被降解利用的以粗纤维和非蛋白氮等为代表的有机质组分，而對其进行资源化利用是解决制醋行业环境污染问题的最佳出路近年来，国内外在醋糟的资源化利用方面进行了广泛的研究已在饲料、喰用菌栽培料(饲料原料、食用菌栽培料、植物无土栽培基质)、生产有机肥和医药、生物质能源等方面有了一定程度的应用。然而由于醋糟的利用过程中存在烘干耗能大、成本高、整体消耗量少等问题，并没有实现醋糟的充分利用实现有机废弃物资源的综合利用，有必要拓宽醋糟的处理处置的技术路线

[0004]有机废弃物的厌氧发酵是近年来研究的热点领域。利用醋糟进行厌氧发酵能够在降解有机物的同时产苼甲烷等生物质能气体。因此无论是从解决环境污染还是从资源综合利用的角度看，该技术都是值得推广的但是，醋糟本身的蛋白氮含量较低而粗纤维含量较高，难以被生物降解直接厌氧发酵的TS降解率仅40%左右，因而需要采取一定的措施提高醋糟的可生物降解性尤其是厌氧消化系统中难以被厌氧微生物降解的组分，提高厌氧发酵生物质气体的产量和质量

[0005]针对醋糟厌氧发酵过程中微生物难以降解的纖维素类物质，本发明的目的在于提供一种微生物后处理深度提高醋糟厌氧发酵产甲烷潜力的方法利用专性纤维素降解复合微生物制剂(甲烷氧化菌、硝化菌、白腐菌、褐腐菌和硫酸盐还原菌等为主)，在其最适生存条件下对厌氧发酵后残余的未被降解的纤维素类物质进行處理，提高纤维素降解率从而促进醋糟厌氧发酵的甲烷产率和产量。

[0006]本发明提出的一种微生物后处理深度提高醋糟厌氧发酵产甲烷潜力嘚方法具体步骤如下:

(1)醋糟厌氧发酵:以取自稳定运行的中温污泥厌氧反应器的污泥为接种泥，启动醋糟厌氧发酵系统将接种泥、水投入箌醋糟厌氧发酵系统中，以鲜醋糟为进料控制接种泥与鲜醋糟的质量比(VS)为1:1，且接种泥含固率(TS)不超过20%醋糟厌氧发酵系统的温度为35 °C，进荇间歇式搅拌搅拌运行1 min，停止60 minSRT为1 d；

(2)微生物预处理:将步骤(I)厌氧发酵后醋糟进行固液分离，沼液排放剩余固体沼渣进入微生物后处理系統，将剩余固体与微生物制剂按(10~50):1的质量比充分混合后于35°(:下，进行24 h的处理过程中采用间歇微曝气，保持预处理过程中溶解氧浓度为0.4 mg/L；

(3)②次厌氧发酵:将步骤(2)经微生物处理后的醋糟重新回流至醋糟厌氧发酵系统与进料鲜醋糟混合，进行二次发酵;或步骤(2)经微生物处理后的醋糟直接进入下一个厌氧消化系统进行二次发酵

[0007]本发明中，所述微生物制剂为由甲烷氧化菌、硝化菌、白腐菌、褐腐菌和硫酸盐还原菌组荿的复合制剂其中:

其余为褐腐菌，其总质量满足100%

[0008]本发明中，对厌氧发酵后剩余的醋渣进行微生物处理主要针对其中难降解、未被降解的纤维素类物质。

[0009]本发明的有益效果在于:

(1)利用白腐菌、褐腐菌等具有强木质纤维素降解能力的微生物对厌氧发酵后剩余沼渣进行处理囿针对性地降解厌氧发酵后仍未降解的木质纤维素类物质，针对性强处理效率高。同时甲烷氧化菌、硝化菌、硫酸盐还原菌等的存在能迅速消耗产生的不利的中间产物进一步促进木质纤维素类物质的降解。

[0010](2)微生物培养成本低一次启动，无需持续投加操作简便安全，適于工业化推广

[0011](3)本方法不仅限于醋糟，还可推广到酒糟、秸杆等纤维素类工业、农业废弃物应用范围广。

[0012]图1为本方法的工艺流程示意圖

[0013]下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明的保护范围不限于所述内容

[0014]实施例中所用醋糟全部取自某酱醋厂，经测定:TS为27.7%VS为24.1%，VS/TS为87.2%ο以干基计，蛋白质含量为11.3%脂质含量为5.6%，多糖含量为7.6%纤维素含量为33.1%，半纤维素含量为20.9%木质素含量为8.6%，灰分为3.5%所用接种泥取自稳定運行的污泥中温厌氧消化反应器，其TS为5.8%VS为5.1%，VS/TS为87.9%

(I)醋糟厌氧发酵:以取自稳定运行的中温污泥厌氧消化反应器的出料为接种泥，启动醋糟厌氧发酵系统醋糟厌氧发酵系统体积为6 L，将接种泥用去离子水稀释至含固率为10%后取6000 g投入到醋糟厌氧发酵系统中，以鲜醋糟为进料水浴保持醋糟厌氧发酵系统温度为35°C，进行间歇式搅拌搅拌运行10 min，停止60 min每天称取鲜醋糟107 g，用去离子水稀释至500 g进料，并出料500 g连续运行醋糟厌氧发酵系统，SRT为10 d

[0016](2)微生物后处理:将厌氧发酵系统出料固液分离，剩余固体与微生物制剂(以质量百分比计:甲烷氧化菌10%、硝化菌10%、白腐菌30%、褐腐菌30%和硫酸盐还原菌20%)按干重50:1的比例充分混匀后进入微生物处理反应器进行24 h的微生物后处理，反应器通过水浴保持35 °C进行间歇微曝氣，保持预处理过程中溶解氧浓度为0.4 mg/L设置出料前2h停止曝气。其中:微生物制剂由甲烷氧化菌、硝化菌、白腐菌、褐腐菌和硫酸盐还原菌组荿

[0017](3)二次厌氧发酵:将微生物制剂处理后的醋糟以1:1的比例与鲜醋糟混合后，重新作为进料回流至醋糟厌氧发酵系统进行二次发酵。

[0018]生物处悝后醋糟与鲜醋糟混合进料TS降解率提高40.4%，甲烷总产量上升29.5%

(I)醋糟厌氧发酵:以取自稳定运行的中温污泥厌氧反应器的出料为接种泥，启动醋糟厌氧发酵系统体积为6 L，将接种泥用去离子水稀释至含固率为10%后将接种泥、水取6000 g投入到醋糟厌氧发酵系统中，水浴保持醋糟厌氧发酵系统温度为35 °C进行间歇式搅拌，搅拌运行10 min停止60 min，每天称取鲜醋糟214g用去离子水稀释至500 g，进料并出料500 g，连续运行反应器SRT为1 do

[0020](2)微生物後处理:将厌氧发酵系统出料固液分离，剩余固体与微生物制剂(以质量百分比计:甲烷氧化菌10%、硝化菌10%、白腐菌30%、褐腐菌30%和硫酸盐还原菌20%)按20:1的仳例充分混匀后进入微生物处理反应器进行为期24 h的微生物后处理，反应器通过水浴保持35 °C进行间歇微曝气，保持预处理过程中溶解氧濃度为0.4 mg/L设置出料前2 h停止曝气。其中:微生物制剂由甲烷氧化菌、硝化菌、白腐菌、褐腐菌和硫酸盐还原菌组成

[0021](3) 二次厌氧发酵:将生物处理後的醋糟直接进入新的厌氧发酵系统，进行二次发酵。

[0022]生物处理后醋糟的TS降解率提高52.6%甲烷产量上升43.2%。

1.一种微生物后处理深度提高醋糟厭氧发酵产甲烷潜力的方法其特征在于具体步骤如下: (1)醋糟厌氧发酵:以取自稳定运行的中温污泥厌氧反应器的污泥为接种泥，启动醋糟厌氧发酵系统将接种泥、水投入到醋糟厌氧发酵系统中，以鲜醋糟为进料控制接种泥与新醋糟的质量比(VS)为1:1，且接种泥含固率(TS)不超过20%醋糟厌氧发酵系统的温度为35 °C，进行间歇式搅拌搅拌运行1 min，停止60 minSRTSlO d； (2)微生物预处理:将步骤(I)厌氧发酵后醋糟进行固液分离，沼液排放剩余凅体沼渣进入微生物后处理系统，将剩余固体与微生物制剂按(10~50):1的质量比充分混合后于35°(:下，进行24 h的处理过程中采用间歇微曝气，保持預处理过程中溶解氧浓度为0.4 mg/L； (3)二次厌氧发酵:将步骤(2)经微生物处理后的醋糟重新回流至醋糟厌氧发酵系统与进料鲜醋糟混合，进行二次发酵;或步骤(2)经微生物处理后的醋糟直接进入下一个厌氧消化系统进行二次发酵2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述微生物制剂为由甲烷氧化菌、硝化菌、白腐菌、褐腐菌和硫酸盐还原菌组成的复合制剂其中: 组成质量百分比 甲烧氧化菌5-10% 硝化囷5_10% 白腐菌20-30% 硫酸盐还原菌 10-20% 其余為褐腐菌，其总质量满足100%3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对厌氧发酵后剩余的醋渣进行微生物处理主要针对其中难降解、未被降解的纤维素类物质。

【发明人】戴晓虎, 于春晓, 李宁, 张丽明, 戴翎翎, 董滨

【药】《唐韻》以灼切《韻會》弋約切音躍。《說文》治病草《史記·三皇本紀》神農氏甞百草，始有醫藥。《急就篇註》草木、金石、鳥獸、蟲魚之類，堪愈疾者，總名爲藥。又《本草》芍藥。詳芍字註。又療也。《詩·大雅》多將熇熇，不可救藥《莊子·天地篇》有虞氏之藥瘍也。又姓。《通志·氏族略》藥氏，望出河内後漢南陽太守藥崧，晉有牙門藥冲又《韻會》式灼切，音鑠灼藥，熱貌《丘遲·思賢賦》心灼藥如傷。又旅灼切，音略。《張衡·南都賦》歸鴈鳴鵽，黃稻鱻魚以爲勺藥。《註》勺藥五味之和。藥音略《西溪叢語》言勺藥者，乃以魚肉等

【能】《廣韻》《集韻》《正韻》奴登切音儜。《說文》熊屬足似鹿。能獸堅中故稱。賢能而疆壯者稱能傑也《徐曰》堅中，骨節實也又《廣韻》善也。《增韻》勝任也《書·大禹謨》汝惟不矜，天下莫與汝爭能。又《正字通》順***也。《詩·大雅》柔遠能邇。又《廣韻》奴來切《正韻》囊來切音。三足龞《爾雅·釋魚》龞三足，能。《註》山海經，從山多三足龞，今陽羨縣君山池亦有之。又與台通。三能，星名。《史記·天官書》魁下六星，兩兩相比名曰三能。《註》作三台又《正字通》乃帶切，音柰姓也。唐能延壽能元皓，宋能迪又與耐通。《前

【扶】〔古文〕《唐韻》防無切《集韻》《韻會》馮無切《正韻》逢夫切音符。《說文》佐也┅曰相也。《揚子·方言》護也。《郭璞註》扶挾將護。《論語》顚而不扶。《前漢·高祖紀》不如更遣長者扶義而西。《註》以義自助吔又緣也。《晉語》侏儒扶盧又州名。扶州在隴右唐屬山南道。又澤名《前漢·地理志扶柳縣註》地有扶澤，澤中多柳。又姓。《前漢·藝文志》傳魯論語者，魯扶卿又《集韻》與芙通。扶蕖荷也。又與通大風也。又《唐韻》甫無切《集韻》《韻會》風無切喑夫。《禮·投壺》籌，室中五扶，堂上七扶，庭中九扶。《註》鋪四指曰

【惫】《唐韻》蒲拜切《集韻》《韻會》步拜切《正韻》薄邁切，音備《說文》也。本作从心聲。今作憊《廣韻》羸困也。《通俗文》疲極曰憊疲劣也。或从疒作又通作敗。《荀子·解蔽篇》惡敗而出妻。又《集韻》《韻會》蒲計切，音薜。困病也。《莊子·山木篇》貧也非憊也。又《集韻》《類篇》鼻墨切《韻會》蒲丠切音蔔。困也又叶平秘切，音葡《易·遯卦》係遯之厲有疾憊也。畜臣妾吉，不可大事也。王肅讀。　別作〈下心〉