沼氣系統(tǒng)生物強(qiáng)化及相關(guān)研究.pdf

1、雖然沼氣發(fā)酵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中得到了廣泛地應(yīng)用,但是在實(shí)際發(fā)酵過程中經(jīng)常存在啟動(dòng)慢,產(chǎn)氣效率低等問題,因此對這些沼氣系統(tǒng)進(jìn)行生物強(qiáng)化有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本研究從沼氣發(fā)酵的機(jī)理分析出發(fā),進(jìn)行了與沼氣發(fā)酵系統(tǒng)生物強(qiáng)化相關(guān)的研究。 1.投加產(chǎn)氫菌：產(chǎn)氫菌能夠增加沼氣發(fā)酵體系的產(chǎn)氫速率,能夠促進(jìn)氫營養(yǎng)型甲烷菌的生長和代謝,從而強(qiáng)化沼氣發(fā)酵過程。本研究中使用產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌Clostridium sp. 3-9進(jìn)行沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的強(qiáng)化,結(jié)果表明產(chǎn)氫

2、產(chǎn)酸菌Clostridium sp. 3-9能夠明顯縮短沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)時(shí)間,產(chǎn)甲烷的時(shí)間提前了至少3天,同時(shí)加速了體系中有機(jī)酸(乙酸和丙酸)的形成與積累。通過對16SrDNA PCR-DGGE指紋圖譜的主要條帶進(jìn)行測序,結(jié)果表明Bacteroides、Rikenella、Clostridiaceae、Desulfobulbaceae、Acholeplasma和Proteiniphilum是系統(tǒng)中細(xì)菌群落的主要種群。 2.投加白蟻

3、勻漿：白蟻是自然界生態(tài)系統(tǒng)中最重要的木質(zhì)纖維素降解者之一,白蟻?zhàn)陨硪约芭c其共生的腸道微生物群落中含有豐富的與木質(zhì)纖維素降解與轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物及酶系,通過白蟻勻漿可以將這些豐富的微生物和酶系應(yīng)用于沼液系統(tǒng)強(qiáng)化之中。實(shí)驗(yàn)對臺(tái)灣乳白蟻工蟻和兵蟻的頭部、軀干和腸道的內(nèi)切葡聚糖酶活、葡萄糖苷酶活、木聚糖酶活和濾紙酶活進(jìn)行了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兵蟻和工蟻的各種纖維素酶活都集中在軀干和腸道部位并且工蟻高于兵蟻。兵蟻勻漿對于沼氣發(fā)酵有著顯著的生物強(qiáng)化作用,總

4、氣體和總產(chǎn)甲烷量分別提高了91.7％和79.2％。 3.分離好氧纖維素降解菌：好氧纖維素降解菌能夠促進(jìn)沼氣系統(tǒng)啟動(dòng)階段厭氧條件的建立以及木質(zhì)纖維素的降解,因此對于加速沼氣系統(tǒng)產(chǎn)氣具有重要的作用。通過沼液的靜置富集培養(yǎng),使用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行分離,分離到了一株好氧纖維素降解菌Streptomyces sp. c3001,可以作為促進(jìn)沼氣發(fā)酵啟動(dòng)的候選菌株。對其16S rRNA基因進(jìn)行測序,結(jié)果表明這株菌屬于鏈霉菌屬。最后通過克隆該株