CN115161354B 一种酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法 （北京工商大学）

A1,2015.07.09A1,2012.07.12一种酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾本发明公开了一种酶解和微生物强化耦合初始时添加接种污泥质量2070％的丙酸杆维素酶和半纤维素酶协同酶解厨余垃圾以降解纤维素类难降解有机质并增产偶数碳挥发性脂强化厨余垃圾厌氧发酵生成奇数碳挥发性脂肪2利用纤维素酶和半纤维素酶作为酶解添加物同时加入至含固率为5重量%~40重量%的厨余垃圾中，纤维素酶的添加量为100~1将酶解后厨余垃圾pH调至7~9碱处理4~8h；80~120将丙酸杆菌接种至装有已灭菌培养基的具塞血清瓶中，充入高将步骤（1）预处理后的厨余垃圾原料和厌氧接种污泥按照挥发性固体质量20%~70%的丙酸杆菌接种菌液，在25~35℃条件下进行为期6~10天的厨余垃圾厌氧发2.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特3.根据权利要求2所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特4.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特5.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特6.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特7.根据权利要求6所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特8.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特39.根据权利要求1所述的酶解和微生物强化耦合提高厨余垃圾厌氧产酸的方法，其特4[0002]挥发性脂肪酸(Volatilefattyacids,VFAs)是一类由2～6个碳原子组成的羧发性脂肪酸主要通过传统石油加工过程中产生的化学前体(如醛类和烯烃)氧化或羧化产5[0007]本发明的目的在于提供一种纤维素酶和半纤维素酶协同酶解厨余垃圾后耦合添加丙酸杆菌强化厨余垃圾厌氧发酵水解酸化产挥发性脂肪酸的方法。针对厨余垃圾原料，利用纤维素酶和半纤维素酶协同作用降解纤维素类难降解有机质并增产后续厌氧发酵产菌作为外源微生物增产厌氧发酵产酸过程中奇数碳挥发性脂肪酸丙酸，提供一种操作便[0012]利用纤维素酶和半纤维素酶作为酶解添加物同时加入至含固率为5重量40重[0019]将步骤(1)预处理后的厨余垃圾原料和厌氧接种污泥按照挥发性固体质量比2:1~9:1配置厌氧发酵产酸底物，利用丙酸杆菌(Propionibacteriumacidipropion外源微生物，在反应初始时添加厌氧接种污泥质[0024]优选地，步骤(2)之①中，所述丙酸杆菌的拉丁文名称为Propionibacterium6固体质量比3:1～5:1，丙酸杆菌接种菌液的添加量为厌氧接种污泥质量的2040反[0028]计算厨余垃圾原料和厌氧接种污泥中挥发性固体含量的方法：按照GB5009.3_降解率分别达到40.03％和32.91厌氧发酵产酸过程中偶数碳挥发性脂肪酸中乙酸产量生成挥发性脂肪酸中奇数碳挥发性脂肪酸丙酸产量与未进行丙酸杆菌强化相比提升7[0045]本发明所述的纤维素酶和半纤维素酶协同酶解工艺首先利用纤维素酶和半纤维素酶作为酶解添加物，同时加入至含固率为5重量40重35～55℃条件下协同酶解12～48h；经本发明酶解后厨余垃圾中纤维素含量由29.25±0.53％降解至17.55±1.47半纤维素含量由15.80±0.77％降解至10.60±进行酶解可提升61.61乙酸产量相比于未进行酶解提升56.17丁酸产量相比于未进行酶解提升108.30%;酶同时添加进入较优含固率为5重量15重量％的厨余垃圾中并混合均匀；在酶解时较[0047]本发明中的添加丙酸杆菌强化厨余垃圾厌氧发酵生成丙2.0作为接种菌液，然后将预处理之后的厨余垃圾原料和厌氧接种污泥按照1.49g/L，丙酸产量可达8.79±0.29g/L相比于未经过丙酸杆菌强化，丙酸产量提升污泥质量的2040最优丙酸杆菌添加时间为反应初始进行强化。8施例1某社区产生的厨余垃圾)中，纤维素酶的添加量为120U/gVS厨余；在45℃条[0063]利用纤维素酶(市售)和半纤维素酶(市售)作为酶解添加物同时加入至含固率为11.2％的厨余垃圾(实施例1某社区产生的厨余垃圾)中，纤维素酶的添加量为120U/g[0064]实施例1_5针对厨余垃圾设置了未进行酶解(实施例1)和4种不同酶解方式，分别[0065]本发明实验中纤维素和半纤维素含量测定采用范氏(VanSoest)洗涤纤维分析[0067]利用单一纤维素酶和半纤维素酶对厨余垃圾进行酶解后纤维素和半纤维素含量依然高于26％和14其中纤维素酶和半纤维素酶同时酶解后与不进行酶解相比，纤维素9[0071]按照GB5009.3_2016和GB5009.4_2016方法分别测定厨余垃圾和厌氧接种污泥[0073]实施例2：厨余垃圾只进行纤维素酶处理后生成挥发性脂肪酸产量相比于未进行[0074]实施例3：厨余垃圾只进行半纤维素酶处理后生成挥发性脂肪酸产量相比于未进脂肪酸产量相比于未进行酶解处理(实施例1)提升为42.45其中乙酸产量提升52.83%,相比于未进行酶解处理(实施例1)提升为61.61其中乙酸产量提升56.17丁酸产量提[0077]如图3所示，是本发明不同的酶解条件对厨余垃圾厌氧发酵生成挥发性脂肪酸的反应初始时添加厌氧接种污泥质量10％、30％、50％和70％的丙酸杆菌接种菌液(OD600=的拉丁学名为Propionibacteriumacidipropionici，CGMCC1.2232，原始编号为分离源为瑞士奶酪)接种至装有已灭菌培养基的具塞血清瓶中，充入高纯氮气保证瓶内厌[0081]实施例6：未进行丙酸杆菌强化的厨余垃圾生成挥发性脂肪酸产量为37.68±酸杆菌接种菌液后挥发性脂肪酸产量提升最大，挥发性脂肪酸产量相比于实施例6未进行微生物强化提高了9.21且高于其他丙酸杆菌添加条件；丙酸产量相比实施例6提升79.57且添加超过厌氧接种污泥质量30％的丙酸杆菌实例并没有进一步显著提升丙酸