新型電子調(diào)控強(qiáng)化厭氧消化產(chǎn)甲烷的研究.pdf

1、厭氧消化產(chǎn)甲烷是通過(guò)生物質(zhì)能緩解能源危機(jī)的重要戰(zhàn)略之一，但其本身存在著條件嚴(yán)苛，產(chǎn)甲烷效率低等限制性因素。因此，本文以產(chǎn)甲烷四階段過(guò)程中最后兩個(gè)主要限制性階段——產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段為主要研究?jī)?nèi)容，將乙酸鈉作為整個(gè)過(guò)程的唯一碳源，通過(guò)向產(chǎn)甲烷體系中投加可以與甲烷菌形成互營(yíng)的電活性菌硫還原泥土桿菌Geobacter sulfurreducens和顆粒活性炭GAC，考察體系的產(chǎn)CH4量、產(chǎn)CH4速率、底物消耗速率、SMP、FISH、qPC

2、R、微生物群落分析、SEM等，探討外加條件的影響和作用機(jī)理。
　　向乙酸鈉產(chǎn)甲烷體系中投加電活性菌Geobacter sulfurreducens發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組的產(chǎn)CH4速率從0.094mmol/d提高到0.15mmol/d，滯后期從4天縮短到1天。通過(guò)FISH圖預(yù)判促進(jìn)產(chǎn)甲烷效應(yīng)的是活性菌還是生物量的影響，可以直觀的看出投加G.sulfurreducens的實(shí)驗(yàn)組，G.sulfurreducens電活性菌和甲烷菌不論亮度還是分布都

3、明顯增加將近80％。從FISH圖中看出兩種菌的覆蓋面積大部分重合，猜測(cè)G.sulfurreducens電活性菌和甲烷菌產(chǎn)生了某種生物連接實(shí)現(xiàn)了互營(yíng)作用。通過(guò)微生物群落結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)組投加的Geobacter，對(duì)照組中則沒(méi)有。實(shí)驗(yàn)組中氫型的甲烷桿菌（Methanobacterium）增加了45％,Methanosaeta也有相應(yīng)的增加。說(shuō)明G.sulfurreducens電活性菌促進(jìn)產(chǎn)甲烷可能是G.sulfurreducens通過(guò)與

4、Methanosaeta和Methanobacterium兩種甲烷菌之間的DIET過(guò)程引起。
　　向不同溫度的乙酸鈉高溫厭氧產(chǎn)甲烷體系中投加顆粒活性炭GAC發(fā)現(xiàn)，55℃條件下產(chǎn)CH4速率提高了50％，35℃條件下產(chǎn)CH4速率是原來(lái)的42％，通過(guò)qPCR的分析發(fā)現(xiàn)55℃條件下的GAC促進(jìn)高溫厭氧發(fā)酵原因不是來(lái)自于負(fù)載上生物量的增加，而是對(duì)甲烷古菌有促進(jìn)作用。通過(guò)對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的分析，高溫促進(jìn)的產(chǎn)甲烷菌主要是甲烷八疊球菌科(Meth