[发明专利]一种提高丙酸厌氧产甲烷的方法

权利要求书

1.一种提高丙酸厌氧产甲烷的方法，其特征在于，步骤为：首先向反应器中投加含有超纯水、丙酸钠、无机盐、微量元素的丙酸厌氧反应培养基，然后加入接种污泥和复合材料Met@Fe₃O₄，再调节反应器中体系的pH为7.0±0.2，用氮气吹脱反应器中氧气使反应器中微生物处于厌氧环境后，于30±2℃温度下进行丙酸厌氧产甲烷反应，反应时间为31 d；所述复合材料Met@Fe₃O₄通过甲硫氨酸对四氧化三铁进行表面修饰得到。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的丙酸钠投加量为2595 mg/L。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机盐的成分及其投加量为：磷酸二氢钾 1000 mg/L，氯化铵 1000 mg/L，氯化钙 100 mg/L，六水合氯化镁 100 mg/L。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微量元素的成分及其投加量为：氯化铁 1.0 mg/L，七水合硫酸锌 0.5 mg/L，六水合氯化钴 0.5 mg/L，六水合氯化镍 1.0 mg/L，五水合硫酸铜 0.5 mg/L，四水合氯化锰 0.5 mg/L。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种污泥的投加量为 450 mg/L。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的复合材料Met@Fe₃O₄投加量为200～1000mg/L。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的复合材料Met@Fe₃O₄的投加量为400mg/L。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种污泥的特性为：pH 7.0±0.2, 悬浮固体总量TSS 8.3±1.2 g/L,挥发性悬浮固体颗粒VSS 5.6 g/L。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种污泥是将剩余活性污泥通过以下步骤驯化后得到的：

（1）从污水处理厂二沉池中获得剩余活性污泥，污泥特性为：pH为6.9±0.1, 悬浮固体总量TSS为15.6±2.1 g/L, 挥发性悬浮固体颗粒 VSS为 10.2±0.7 g/L；

（2）将步骤（1）中的剩余活性污泥加入半连续流反应器中，然后加入含有超纯水、丙酸钠、无机盐、微量元素的丙酸厌氧培养基，其中，剩余活性污泥的投加量为5 g/L，丙酸钠的投加量为2595 mg/L，无机盐的成分及其投加量为：磷酸二氢钾 1000 mg/L，氯化铵 1000mg/L，氯化钙 100 mg/L，六水合氯化镁100 mg/L；微量元素的成分及其投加量为：氯化铁1.0 mg/L，七水合硫酸锌 0.5 mg/L，六水合氯化钴 0.5 mg/L，六水合氯化镍 1.0 mg/L，五水合硫酸铜 0.5 mg/L，四水合氯化锰 0.5 mg/L；调节反应器内体系的pH为7.0±0.2，保持反应器的温度为30±2℃，并用80 rpm的搅拌速度进行搅拌，用氮气吹脱反应器中氧气，使反应器中微生物处于厌氧环境中；

（3）每天早上8:00，从反应器中取出20 mL的混合物并废弃，并加入10 mL步骤（1）中的剩余活性污泥和10 mL浓缩丙酸厌氧培养基，以保持反应器中污泥和丙酸厌氧培养基浓度恒定；当反应器中丙酸降解速率和产甲烷速率基本稳定时，反应器中污泥可用作丙酸厌氧产甲烷的接种污泥；其中，浓缩丙酸厌氧培养基中丙酸钠的浓度为5190 mg/L，无机盐的成分及其浓度为：磷酸二氢钾 2000 mg/L，氯化铵 2000 mg/L，氯化钙 200 mg/L，六水合氯化镁200 mg/L；微量元素的成分及其浓度为：氯化铁 2.0 mg/L，七水合硫酸锌 1.0 mg/L，六水合氯化钴 1 mg/L，六水合氯化镍 2.0 mg/L，五水合硫酸铜 1.0 mg/L，四水合氯化锰 1mg/L。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的复合材料Met@Fe₃O₄的制备步骤为：将3.25 g的氯化铁，1.27 g的氯化亚铁和2.98 g的甲硫氨酸加入到装有100 mL超纯水的反应容器中，充分搅拌后向反应容器中加入2 M的氢氧化钠水溶液直到反应容器中体系的pH为11±0.2，然后将反应容器置于水浴锅中于90℃ 下反应10h，反应在惰性气体保护下进行，反应结束后经离心、水洗、烘干得到黑色固体即为目标复合材料Met@Fe₃O₄。