一种利用剩余污泥厌氧发酵生产丁酸的方法

摘要

一种利用剩余污泥厌氧发酵生产丁酸的方法，属于固体有机废弃物资源化领域。本方法的步骤为：①以剩余污泥为原料，调节污泥的质量浓度，加入NaOH处理并离心，取上清液作为发酵底物；②加入ZnSO₄·7H₂O、CoCl₂·6H₂O、CuCl₂·2H₂O、MnCl₂·4H₂O和FeSO₄·7H₂O的组合物进行厌氧发酵，以获得丁酸。这五种水合金属化合物的加入量采用响应面软件中Box‑Benhnken中心组合设计原则进行设计。根据实验结果，建立利用剩余污泥厌氧发酵生产丁酸的模型方程，确立丁酸达到最大产率的水合金属化合物最优组合条件。本发明添加的水合金属化合物极其微量，具有成本低、转化率高、发酵周期短等特点。

主权项

一种利用剩余污泥厌氧发酵生产丁酸的方法，其包括以下步骤：以剩余污泥为原料，调节污泥的固体质量浓度，加入NaOH处理并离心，取上清液作为厌氧发酵生产丁酸的底物；加入水合金属化合物的组合物进行发酵，发酵初始pH值为10.0，以获得丁酸，其中所述水合金属化合物的组合物为ZnSO₄·7H₂O、CoCl₂·6H₂O、CuCl₂·2H₂O、MnCl₂·4H₂O和FeSO₄·7H₂O的组合，其中各种水合金属化合物的加入量通过如下方式确定：(1)以各种水合金属化合物为自变量，以丁酸产率为因变量，根据Box‑Benhnken中心组合设计原则，得到响应面实验设计；(2)根据响应面设计组合方案，添加水合金属化合物，进行剩余污泥厌氧发酵生产丁酸实验，测定并计算发酵液中丁酸的产率，进行数据分析；(3)根据数据分析结果，建立剩余污泥厌氧发酵生产丁酸的模型方程，Y＝0.30+0.017A‑0.010B+4.011×10^‑3C+6.115×10^‑3D+1.202×10^‑3E+0.013AB‑6.540×10^‑3AC+2.626×10^‑3AD+0.018AE‑2.974×10^‑3BC+2.512×10^‑3BD‑2.974×10^‑3BE‑4.714×10^‑3CD+5.652×10^‑3CE‑2.647×10^‑3DE‑0.035A²‑0.024B²‑0.020C²‑8.017×10^‑3D²‑0.010E²，确立可达到丁酸最大产率的最优水合金属化合物组合条件，其中，A为FeSO₄·7H₂O的添加质量百分数；B为CoCl₂·6H₂O的添加质量百分数；C为ZnSO₄·7H₂O的添加质量百分数；D为CuCl₂·2H₂O的添加质量百分数；E为MnCl2·4H2O的添加质量百分数。