針鐵礦赤鐵礦強(qiáng)化短鏈脂肪酸厭氧產(chǎn)甲烷研究.pdf

1、厭氧消化產(chǎn)甲烷技術(shù)在生物資源化利用和可再生能源領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景，但也存在著消化速率慢、利用率低，產(chǎn)甲烷效率低的問題。如何高效提高產(chǎn)甲烷速率以及產(chǎn)甲烷效率成為厭氧消化領(lǐng)域研究重點(diǎn)之一。本論文嘗試?yán)米匀唤鐝V泛存在的鐵氧化物（針鐵礦和赤鐵礦）為添加劑，考察其對(duì)短鏈脂肪酸的產(chǎn)甲烷過程的強(qiáng)化作用。通過構(gòu)建短鏈脂肪酸為底物的序批式厭氧消化體系，分別研究微生物接種量、食微比和鐵氧化物添加量對(duì)厭氧消化及微生物群落結(jié)構(gòu)影響;構(gòu)建長期培養(yǎng)體系，研究

2、針鐵礦、赤鐵礦體系對(duì)短鏈脂肪酸厭氧消化效果的長期效應(yīng)。
　　(1)序批式實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，針鐵礦和赤鐵礦的添加能夠促進(jìn)乙酸、丁酸產(chǎn)甲烷，提高產(chǎn)甲烷效率以及產(chǎn)甲烷速率，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，添加量越大促進(jìn)效果越明顯;對(duì)以丙酸為底物的反應(yīng)體系促進(jìn)效果較弱。60 mM底物濃度2000 mg/L鐵氧化物添加量條件底物降解與甲烷生成的效果最優(yōu)，三種底物的產(chǎn)甲烷效率分別提升了7.07％、26.28％和5.79％，最大產(chǎn)甲烷速率分別提升了44.95％、19

3、.99％和68.49％。乙酸組在低底物濃度下Methanothrix為優(yōu)勢菌種，高底物濃度下的優(yōu)勢菌種Methanosarcina能夠快速利用底物;丙酸組中Methanothrix的是優(yōu)勢菌種，是典型的乙酸營養(yǎng)性產(chǎn)甲烷菌;丁酸底物實(shí)驗(yàn)組中Methanospirillum、Methanothrix和Methanosarcina是主要的產(chǎn)甲烷古菌，既能利用乙酸進(jìn)行產(chǎn)甲烷也能利用H2/CO2進(jìn)行產(chǎn)甲烷。
　　(2)長期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，

4、三個(gè)產(chǎn)甲烷周期中，針鐵礦、赤鐵礦的添加有利于甲烷的產(chǎn)生，第二個(gè)周期促進(jìn)效果最為顯著，第三個(gè)周期針鐵礦和赤鐵礦的促進(jìn)效果逐漸變?nèi)?，產(chǎn)甲烷過程中起主要作用的微生物對(duì)產(chǎn)甲烷過程的影響強(qiáng)于針鐵礦和赤鐵礦的影響，最大產(chǎn)甲烷速率分別提升57.17％、31.75％和37.19％，產(chǎn)甲烷效率分別提升6.51％、11.55％和9.72％。針鐵礦、赤鐵礦的添加能夠促進(jìn)短鏈脂肪酸厭氧消化產(chǎn)甲烷的過程，但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，由外加針鐵礦、赤鐵礦引起的促進(jìn)效果變?nèi)?/p>