[发明专利]一种促进二氧化碳生物转化为甲烷的方法

说明书

本发明涉及一种促进二氧化碳生物转化为甲烷的方法，在通用无机盐培养基中接种产甲烷菌液，加入含铁矿石并通入二氧化碳气体进行培养，收获甲烷。与现有技术相比，本发明在常压下进行，具有成本低、操作简单等优势。

技术领域

本发明涉及二氧化碳资源化利用领域，尤其涉及一种促进二氧化碳生物转化为甲烷的方法。

背景技术

人类的工业活动燃烧大量化石燃料，导致大气中二氧化碳浓度不断上升，温室效应日益严重。如何控制并减少大气中的二氧化碳含量成为各国研究热点。二氧化碳捕获与利用(CCU)就是捕集大气中的二氧化碳并将其转化为高附加值化学品的方法。此方法即可降低大气中二氧化碳的含量，又可生产高附加值的化学品或燃料。二氧化碳的化学转化往往需要高温、高压和特定催化剂，其能耗大，成本高，易造成污染。利用生物法转化二氧化碳在常温常压下即可进行，降低能耗，经济环保，节约成本，其潜在经济价值高。

公开号为CN103670347A的中国专利公布了一种活化油藏中产甲烷菌转化二氧化碳生产甲烷的方法，该方法包括如下步骤：(1)分析确定目标油藏流体中至少存在互营单胞菌或热袍菌中的一种菌，同时存在下列菌中的至少一种：甲烷杆菌、嗜热甲烷杆菌、甲烷绳菌、甲烷螺菌、甲烷囊菌；(2)向油藏中注入乙酸或乙酸盐，使油藏水中乙酸或乙酸盐浓度为5.0～10.0mM；(3)收获甲烷。该专利技术通过注入短链有机酸盐，刺激互营单胞菌(Syntrophomonadaceae)或/和热袍菌(Thermotogaceae)生长代谢，进而激活下游二氧化碳还原型产甲烷菌，由此提高还原CO₂产甲烷的速率。

中国专利申请CN106544369A公开了一种促进油藏微生物转化二氧化碳产甲烷的方法，包括以下步骤：(1)分析确定目标油藏地层水中至少存在一种能够利用氢气还原二氧化碳的产甲烷菌；(2)筛选目标油藏地层水pH为6.0～8.0；(3)向目标油藏地层水中注入电子供体，电子供体与目标油藏地层水的质量体积比(w/v)为2～40g/L；(4)收获甲烷气体。电子供体转化产生的氢气是产甲烷的重要前体，同时，产生的离子也可作为微生物生长代谢等活动的重要元素之一，该发明充分利用油藏内源微生物，采用零价铁、铝、锌作为电子供体，提高了二氧化碳生物转化为甲烷的速率。该方法采用零价铁、铝、锌作为电子供体，材料需要制备获得，成本高，且保存条件比较苛刻，在使用过程中需要采取严格的保护措施使其不发生化学反应，施工要求高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、成本低廉、环境友好、条件温和、效率高的促进二氧化碳生物转化为甲烷的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种促进二氧化碳生物转化为甲烷的方法，其特征在于，在通用无机盐培养基中接种产甲烷菌液，加入含铁矿石并通入二氧化碳气体进行培养，收获甲烷。

产甲烷菌在目的水平上包括但不限于：甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)、甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷球菌目(Methanococcales)、甲烷微菌目(Methanomicrobiales)和甲烷胞菌目(Methanocellales)。

所加入的含铁矿石包括但不限于赤铁矿(主成分为Fe₂O₃)、褐铁矿(主成分为Fe₂O₃·3H₂O)、镜铁矿(主成分为Fe₂O₃)、磁铁矿(主成分为Fe₃O₄)以及以上矿石主要成分物质。

所加入的含铁矿石为30～60目，与通用无机盐培养基的质量体积比10～300g/L。

培养温度为15～65℃，pH为6.0～8.0。