[发明专利]一种甲烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲烷的制备方法。

背景技术

随着全球原油价格的不断攀升以及人们对燃烧化石燃料所带来的一系列环境问题越来越多的关注，全世界对清洁的能源越来越关注，各国开始寻找清洁、安全、可再生能代替石油柴油的能源，在诸多可替代燃料中，生物质能正在受到越来越多的关注。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，是世界上最广泛的可再生资源。

目前，关于利用生物质发酵制甲烷的方法有所报道。例如，CN101289672A公开了一种利用木质纤维生物质厌氧发酵制备氢气和/或甲烷的方法。该方法包括采用蒸汽爆破的手段对木质纤维素进行预处理，并向得到的蒸汽爆破处理物中接入厌氧污泥进行厌氧发酵，通过两阶段的发酵，得到氢气和/或甲烷。整个过程中产生的发酵残余物可用于施肥，水可以循环利用。

又如，CN101914573A公开了一种以奶牛粪便为底物发酵制取氢气和甲烷的方法，该方法包括采用磷酸或者氢氧化钠预处理粪便，使之更适合厌氧发酵，随后进行厌氧发酵制备生物质氢气，发酵结束后，将氢气发酵末端液体产物与驯化后的活性污泥混合进行生物质甲烷的厌氧发酵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用微藻发酵制备甲烷的新方法。

本发明的发明人发现，虽然现有技术中关于生物质发酵制备甲烷的方法已有报道，但是以微藻生物质为原料发酵制备甲烷的方法还未见报道。

近年来，在众多的生物质中，微藻受到了全世界范围内的极大关注。微藻是指一类只能在显微镜底下才能分辨其形态结构的藻类群体。由于微藻细胞具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高、培养不占用耕地等特点，因此，微藻是制备生物燃料的良好材料。目前，微藻生物能源方面的研究主要集中在利用微藻油脂生产生物柴油上。但是，目前的数据显示微藻生物柴油的成本还比普通柴油高2-3倍，因此，这严重阻碍了利用微藻大规模工业化生产生物燃料的进程。目前普遍认为，除了技术的提升之外，微藻生物质的综合利用，是解决这一问题最为行之有效的方法。另一方面，这些年来我国由于水污染，水体严重富营养化，水华暴发事件频发，如何处理打捞上来的蓝绿藻也成为一项难题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用微藻发酵制备甲烷的方法，其中，该方法包括在厌氧条件下，将微藻与厌氧活性污泥混合发酵，并收集产生的甲烷气体。

本发明的方法为在厌氧条件下，将微藻与厌氧活性污泥混合发酵，所述厌氧活性污泥中的厌氧微生物可以利用微藻生物质中的蛋白、糖类和脂类成分用于自身的代谢，即，使得微藻生物质中的氮、磷等无机元素可以被有效地回收和重复利用，同时产生的甲烷气体可以作为清洁的能源使用。因此，厌氧发酵藻类生物质生产甲烷是一种解决能源和环境问题的有效途径。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1表示利用污水处理厂污泥和湖底污泥发酵太湖蓝藻的产气情况比较；其中，◆和■分别表示采用污水处理厂的污泥和采用湖底污泥的甲烷产气量；

图2表示采用不同微藻对于厌氧发酵甲烷产量的影响；其中，◆、×、▲和■分别表示空白(不加入微藻)、太湖蓝藻、原始小球藻和蛋白核小球藻的甲烷产气量；

图3表示采用不同预处理手段对于蛋白核小球藻厌氧发酵产气量的影响；其中，◆、■、▲、×和*分别表示空白(不加入微藻)、不对微藻进行预处理、在发酵前将微藻进行研磨、微波加热和纤维素酶酶解的预处理方式后的甲烷产气量；

图4表示采用不同蛋白核小球藻的用量对于甲烷产气量的影响；

图5表示采用栅藻进行厌氧发酵甲烷产气量随时间的变化图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

按照本发明，所述甲烷的制备方法包括在厌氧条件下，将微藻与厌氧活性污泥混合发酵，并收集产生的甲烷气体。