[发明专利]一种连续发酵制备高丙酸含量短链脂肪酸的方法

权利要求书

1.一种连续发酵制备高丙酸含量短链脂肪酸的方法，其特征在于：包含以下步骤：

（1）将污泥、厨余垃圾及碱混合，进行厌氧发酵；

（2）每隔一段时间从厌氧发酵反应器中排出部分体积的发酵混合物，再加入新鲜污泥、厨余垃圾及碱；

（3）将排出的混合物离心，取一定量的离心下层固态物质加入水后在悬浮振荡器混合后，与步骤（2）中的新鲜污泥、厨余垃圾及碱一同注入到厌氧水解发酵罐；取离心上清液到灭菌炉中灭菌，冷却至室温后，pH调至6-8，并注入到厌氧产酸发酵罐中；

（4）制备丙酸杆菌的种子培养液，并将其加入到厌氧产酸发酵罐中进行发酵产丙酸；

（5）每隔一段时间从厌氧产酸发酵罐中排出部分体积的发酵液，经离心后获得富含丙酸的发酵上清液，同时向厌氧产酸发酵罐中补加灭菌过的离心上清液及丙酸杆菌种子培养液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的碱为氢氧化钙；

或所述的步骤（1）污泥为城市污水厂初沉污泥或浓缩池剩余污泥，其中，总悬浮固体含量为15-25g/L、挥发性悬浮固体/总悬浮固体（VS/TS）大于等于0.65、含水率大于98.0%；

或所述的步骤（1）厨余垃圾为剔除筷子、碎骨、塑料、纸片、碎片后，经粉碎机粉碎，过10目筛的垃圾，其含水率为65%-90%，TCOD为75~150g/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（1）污泥与厨余垃圾按干重质量比0.3:1～0.08:1混合，优选为0.18:1；混合后加水稀释TCOD为25-45g/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（1）厌氧发酵的温度为10～65℃，优选25℃；

或所述的步骤（1）中碱的加入量是污泥与厨余垃圾混合物干重总量的0.5~1.5%，优选1%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中的间隔时间为20~28h，优选24h ；

或所述的步骤（2）中发酵混合物的排出体积为加入反应器中总混合物体积的1/2-1/5，优选1/3；

或所述的步骤（2）中新鲜污泥、厨余垃圾混合物的加入体积是排出混合物体积的30～70%，优选50%；碱的加入量是所加新鲜污泥与厨余垃圾混合干重的1~10%，优选3%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（3）离心转速为1500~3500rpm，优选2500rpm,离心时间为2~8min，优选5min；

或所述的步骤（3）中灭菌温度121℃，压力0.110MPa时间10～30min，优选20min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（3）中所取的固态物质的干重占总脱水固态物质干重的30～70%，优选50%；

或所述的步骤（3）中加入水后使注入厌氧水解反应器的混合物固体浓度为20-22g/L。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（4）中的接种量是5%～15%，优选10%；

或所述的步骤（4）中发酵产丙酸的温度为25～35℃，优选30℃；pH为6～8，优选pH=7。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（5）中间隔时间是指20~28h，优选24h；

或所述的步骤（5）中发酵液的排出体积为发酵罐所有液体的1/3～1/5，优选1/4；

或所述的步骤（5）中补加新鲜发酵液是排出发酵液体积的95%~85%，优选90%。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（5）中的丙酸杆菌接种量是排出发酵液体积的5%～15%，优选10%；

或所述的步骤（5）中的发酵液离心转速500~2000rpm，优选1000rpm,离心时间1~5min，优选3min；

或所述的步骤（5）中的发酵上清液中丙酸的浓度为9.5～16.8gCOD/L。