一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法

本发明属于环境保护以及资源化，具体涉及一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法。

背景技术：

1、厌氧发酵是餐厨垃圾、市政污泥、作物秸秆等有机固废的主流处理技术。综合考虑环境效益及经济效益，厌氧生产沼气已被证明并非有机固废的最佳处理工艺，而经厌氧发酵所得有机酸的回收利用价值更高。

2、在众多有机酸中，丙酸是一种重要的基础化工原料，在美国能源部列出的重要化学品平台中位列前30名，以其显著的抗菌特性，在焙烤食品、动物饲料、人造香料、塑料工业、农药和防腐剂生产等方面拥有巨大的市场价值。随着经济的快速发展，丙酸及其衍生物的需求量上升趋势明显，但国内丙酸产率远不能满足生产及生活的需要，如何弥补国内丙酸市场空缺、解决国内供需不匹配是亟需重视的问题。

3、除了会对环境造成严重威胁的化学合成手段外，以有机固废等可再生生物质资源为原料、采用环境友好的微生物发酵技术生产丙酸逐渐成为国内外的一个重要研究热点。然而，厌氧发酵体系中代谢通路上还原力不足的问题导致定向产丙酸的性能仍有待提升。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法，通过外加粗甘油为产丙酸的发酵体系补充更多的还原当量，从而实现有机废物厌氧发酵体系高效生产丙酸。

2、为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法，包括以下步骤：

4、s1.将有机废物、粗甘油、产酸活性污泥依次加入厌氧发酵反应器中；

5、s2.调节所述厌氧发酵反应器的体系ph值；

6、s3.密封所述厌氧发酵反应器，进行厌氧发酵反应。

7、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述有机废物包括餐厨垃圾、市政污泥、糖厂废渣、酿酒厂废渣、牲畜粪便、农作物秸秆中的一种或多种。

8、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述有机废物中的总碳水化合物与总蛋白质的浓度比为1:2～5:1。

9、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述粗甘油中甘油的含量占比为60％～90％。

10、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述粗甘油与所述有机废物的化学需氧量的浓度比为1:10～1:1。

11、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述厌氧反应器内产酸活性污泥的接种比为1：5～1：20。

12、在一些可能的实现方式中，步骤s1中，所述厌氧反应器内加入了蒸馏水。

13、在一些可能的实现方式中，步骤s2中，所述厌氧发酵反应器的体系ph值为6～8。

14、在一些可能的实现方式中，步骤s3中，所述厌氧发酵反应的温度为20～55℃。

15、在一些可能的实现方式中，步骤s3中，所述厌氧发酵反应的时间为6～12天。

16、在一些可能的实现方式中，步骤s3中，进行所述厌氧发酵反应的设备为恒温摇床。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

18、1.粗甘油的投加能够使餐厨垃圾厌氧发酵模式转变为丙酸型发酵，通过提升发酵体系的nadh还原当量水平和提高产丙酸关键酶的活性，提升了高值化产品丙酸的纯度和产量，降低了生产丙酸的成本。

19、2.粗甘油促进餐厨垃圾厌氧发酵制备的丙酸是重要的化工原料，在烘焙食品、化工、医药、畜牧业等方面拥有巨大的市场价值。此发明以环境友好的微生物发酵技术生产丙酸，符合循环经济的可持续发展理念。

20、3.将粗甘油投加到餐厨垃圾厌氧发酵体系中促进丙酸的生产效率，实现了粗甘油、餐厨垃圾的无害化处理与高值化转化。

技术特征：

1.一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述有机废物包括餐厨垃圾、市政污泥、糖厂废渣、酿酒厂废渣、牲畜粪便、农作物秸秆中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述有机废物中的总碳水化合物与总蛋白质的浓度比为1:2～5:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述粗甘油中甘油的含量占比为60％～90％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述粗甘油与所述有机废物的化学需氧量的浓度比为1:10～1:1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述厌氧反应器内产酸活性污泥的接种比为1：5～1：20。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述厌氧发酵反应器的体系ph值为6～8。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述厌氧发酵反应的温度为20～55℃。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述厌氧发酵反应的时间为6～12天。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，进行所述厌氧发酵反应的设备为恒温摇床。

技术总结本发明属于环境保护及资源化技术领域，具体涉及一种有机废物厌氧发酵制备丙酸的方法。该方法包括以下步骤：S1.将有机废物、粗甘油、产酸活性污泥依次加入厌氧发酵反应器中；S2.调节所述厌氧发酵反应器的体系pH值；S3.密封所述厌氧发酵反应器，进行厌氧发酵反应。本发明通过外加粗甘油为产丙酸的发酵体系补充更多的还原当量，控制粗甘油的投加量以及有机废物中总蛋白质与总碳水化合物的比例等条件，能够显著促进有机废物厌氧发酵体系制备丙酸，为有机废弃物厌氧发酵高效生产丙酸提供新技术。技术研发人员：冯雷雨,赵银兰,周晓璇,苏瑜,陈银广,郑雄,常淑惠,代雅姗,董海青受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9