沼气发酵微生物的种类

沼气发酵微生物是一个统称，包含发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产沼气（CH4）菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。这些微生物依照各自的养分必要，起着分歧的物资转化感化。

从庞杂有机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和彼此

感化而完成的。

在沼气发酵进程中，五大类群细菌组成一条食品链，从各群

细菌的心理代谢产品或它们的运动对发酵液pH值的影响来看，沼气

发酵进程可分为水解、产酸和产甲烷阶段。前三类群细菌的运动可

使有机物形成各类有机酸，是以，将其统称为不产甲烷菌。后二类

群细菌的运动可使各类有机酸转化成甲烷，是以，将其统称为产甲

烷菌。

1.不产甲烷菌

不产甲烷菌能将庞杂的大分（fn）子有机物酿成简略的小分

子量的物资。它们的种类繁多，依据感化基质来分，有纤维分化菌、半纤维分化菌、淀粉分化菌、卵白质分化菌、脂肪分化菌和一些特

殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。

2.产甲烷菌

产甲烷菌是沼气发酵的主要成分--甲烷的发生者。是沼气发

酵微生物的焦点，它们严峻厌氧，对氧和氧化剂很是敏感，最合适

的pH值范畴为中性或微碱性。它们依附二氧化碳（CO2）和氢进展，并以废料的情势排出甲烷，是恳求进展物资最简略的微生物。

沼气微生物的进展纪律

生物和性命运动以新陈代谢为基本，沼气发酵微生物的进展

和代谢进程可分顺应期、对数进展期、均衡期、衰亡期四个时代。

1.顺应期

菌种方才接入新奇培育液中，细菌的各类心理性能必要有一

个顺应进程，细胞内各类酶体系要颠末一番调剂，这一时代细菌并

不立刻进行滋生（zh）。顺应期的是非与细菌的种类及状况变更前

提有关。例如，滋生速度快的酸化菌，一般顺应期较短，滋生速度

慢的产甲烷菌顺应期就较长。此外接种量的几多，接种物所处的进

展发育阶段及其前后生涯前提都对顺应期的是非有所影响。

2.对数进展期

细胞颠末一段顺应后，渐渐以最快速度进行滋生，即按1、2、4、8、16的级关于沼气发酵的微生物数上升。这一段时间内发酵产

品的增加速度随细胞数量的增加而上升。假如微生物所处的状况前

提可以或许不竭获得更新，所需的养分物资可以或许实时获得供应

和（h）保障，这种增加速度可以一向坚持下去。这就是持续投料发

酵可以获得高产气率的理论依据。

3.均衡期

微生物细胞颠末一按时代高速滋生后，由于养料的耗费和代

谢产品的积聚，以及其状况前提（如酸碱度，氧化还原势等）的变

更使得细胞滋生速度减慢，少数细胞开端死亡，是以表示在一按时

代内滋生速度与死亡速度相对均衡。这一时代发酵液内细胞总数到

达最高程度，是积聚代谢产品的主要时代。

4.衰亡期

由于培育基中养分物资的显明削减，状况前提越来越不合适微生物的进展滋生，细胞死亡速度加速，以至细胞死亡数（sh）目大大跨越新生数量，活菌总数显明降落。经由进程以上对微生物进展纪律的剖析，微生物在茂密进展期内进展的速度高，心理活性也最强，如实行这一时代的微生物进行接种就可以缩短顺应期。在发酵工艺上，实行持续投料发酵的方式，可以包管微生物始终在顺应前提下茂密进展，从而获到较高的产气量。

沼气技术

沼气目录【发展概况】【主要成分】【前景】【沼气发酵原理与条件】【沼气发酵微生物的种类】【沼气微生物的生长规律】【沼气的用途】【沼气的产生和正确使用】 ?【修建沼气池的好处】 ?【浅谈农村沼气推广应用中存在的问题】沼气（Biogas）是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。由于这种气体首先在沼泽地被发现，故名沼气。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70％，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马

林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物，其中含甲烷60～70％，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的条件，使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80％左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池的pH值一般控制在7～8.5。 [编辑本段] 【发展概况】

沼气发酵

沼气发酵第一节概述一、定义：沼气发酵，又称厌氧发酵或厌氧消化，是指有机物质（如作物秸杆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥及城市生活污水和工业有机废水等）在厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类微生物的分解代谢，最终产生沼气的过程。二、沼气的组成：沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷(CH4)，大约占60%，其次是二氧化碳(CO2)大约占35%，此外还有少量其它气体，如水蒸气、硫化氢、一氧化碳、氮气等。不同条件下产生的沼气，其成分有一定的差异。例如人粪、鸡粪、屠宰废水发酵时，所产生的甲烷含量可达70%以上，农作物秸杆发酵所产生的沼气中甲烷含量一般为55%左右。第二节沼气发酵的微生物学过程一、沼气发酵的微生物种类：第一类叫发酵细菌。包括各种有机物分解菌，它们能分泌胞外酶，主要作用是将复杂的有机物分解成较为简单的物质。例如多糖转化为单糖，蛋白质转化为肽或氨基酸，脂肪转化为甘油和脂肪酸。第二类叫产氢产乙酸细菌。其主要作用是前一类细菌分解的产物进一步分解成乙酸和二氧化碳。第三类细菌称产甲烷菌。它们的作用是利用乙酸、氢气和二氧化碳产生甲烷。在实际的发酵过程中这三类微生物既相互协调，又相互制约，共同完成产沼气过程。二、沼气发酵过程的三个阶段

淀粉、主要是乙酸、第三节沼气发酵原料的分类与特性自然界中几乎所有的有机物质都可作为沼气发酵的原料。人工制取沼气的主要原料是畜禽粪便污水、食品加工业、制药和化工废水、生活污水等。在农村，也用农作物秸杆制取沼气。但由于其来源和形成过程不同，它们的化学成分和结构也迥然不同，由此造成原料的发酵性能差异相当大一、按原料来源分： 1．农村发酵原料富N原料。通常是指人、畜和家禽粪便，也包括青草等碳氮比低的原料。其含氮量高，碳氮比多在25∶1以下，即在沼气发酵的适宜的碳氮比范围内或以下。这类原料中粪便经过了人和动物的胃肠系统的充分消化，一般颗粒细小，含有大量的低分子化合物─—人和动物

沼气发酵微生物的种类

沼气发酵微生物的种类沼气发酵微生物是一个统称，包含发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产沼气（CH4）菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。这些微生物依照各自的养分必要，起着分歧的物资转化感化。从庞杂有机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和彼此感化而完成的。在沼气发酵进程中，五大类群细菌组成一条食品链，从各群细菌的心理代谢产品或它们的运动对发酵液pH值的影响来看，沼气发酵进程可分为水解、产酸和产甲烷阶段。前三类群细菌的运动可使有机物形成各类有机酸，是以，将其统称为不产甲烷菌。后二类群细菌的运动可使各类有机酸转化成甲烷，是以，将其统称为产甲烷菌。 1.不产甲烷菌不产甲烷菌能将庞杂的大分（fn）子有机物酿成简略的小分子量的物资。它们的种类繁多，依据感化基质来分，有纤维分化菌、半纤维分化菌、淀粉分化菌、卵白质分化菌、脂肪分化菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。 2.产甲烷菌产甲烷菌是沼气发酵的主要成分--甲烷的发生者。是沼气发酵微生物的焦点，它们严峻厌氧，对氧和氧化剂很是敏感，最合适的pH值范畴为中性或微碱性。它们依附二氧化碳（CO2）和氢进展，并以废料的情势排出甲烷，是恳求进展物资最简略的微生物。

沼气微生物的进展纪律生物和性命运动以新陈代谢为基本，沼气发酵微生物的进展和代谢进程可分顺应期、对数进展期、均衡期、衰亡期四个时代。 1.顺应期菌种方才接入新奇培育液中，细菌的各类心理性能必要有一个顺应进程，细胞内各类酶体系要颠末一番调剂，这一时代细菌并不立刻进行滋生（zh）。顺应期的是非与细菌的种类及状况变更前提有关。例如，滋生速度快的酸化菌，一般顺应期较短，滋生速度慢的产甲烷菌顺应期就较长。此外接种量的几多，接种物所处的进展发育阶段及其前后生涯前提都对顺应期的是非有所影响。 2.对数进展期细胞颠末一段顺应后，渐渐以最快速度进行滋生，即按1、2、4、8、16的级关于沼气发酵的微生物数上升。这一段时间内发酵产品的增加速度随细胞数量的增加而上升。假如微生物所处的状况前提可以或许不竭获得更新，所需的养分物资可以或许实时获得供应和（h）保障，这种增加速度可以一向坚持下去。这就是持续投料发酵可以获得高产气率的理论依据。 3.均衡期微生物细胞颠末一按时代高速滋生后，由于养料的耗费和代谢产品的积聚，以及其状况前提（如酸碱度，氧化还原势等）的变更使得细胞滋生速度减慢，少数细胞开端死亡，是以表示在一按时代内滋生速度与死亡速度相对均衡。这一时代发酵液内细胞总数到

沼气微生物

1、厌氧芽胞杆菌厌氧芽胞杆菌只有一个属，称梭状芽胞杆菌属（Clostridium），简称梭菌属，革兰氏染色阳性，都能产生芽胞，芽胞直径大多比菌体宽，使菌体膨大成梭形，故得名。芽胞的形状和位置在鉴别上有意义。大多数须在严格厌氧条件下才能生长，少数可在微氧环境中繁殖。 2、乳酸菌革兰氏染色阳性细菌的 3、丙酸杆菌属（Propionibacterium）丙酸杆菌属拉丁学名(Propionibacterium Orla-Jensen,1909) 多形态杆菌，0.5～0.8μm×1～5μ m，常为圆端或尖端的棒状；有的细胞为类球状、分叉或分枝，但不成丝状。细胞单个、成对或短链，呈V或Y字形出现，或方形排列。革兰氏阳性，不运动，不生孢。兼性厌氧，有不同程度的耐氧性；大多数菌株可在稍缺氧的空气中生长，在血琼脂上的菌落通常凸起，半透明，有光泽，呈乳到带红色。 4、AM真菌丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae, AM)，它是土壤共生真菌中分布最广泛的一类真菌,至少可以与200个科的20万个种以上的植物行共生生活。 ①AM菌根对宿主的有益功能AM菌根侵染到宿主根部形成椭圆形泡囊，还将菌丝伸延到土壤中去，从而扩大了吸收面，帮助宿主吸收磷、钾、硫、钙、锌、铁、铜等营养元素及水分，使宿主的产量增加和品种提高。最近又发现AM菌根对重金属的”解毒”功能及其他抗逆作用。 ②AM菌根的生产和应用在其纯培养目前未能突破下，国内外的研究者利用各种人工培养大量的接种AM菌根的植物根，然后用这些侵染了VA菌根的植物根段和有大量活孢子的根际土为接种剂去接种作物，可以获得较好的增产和提高品质的效果。由于生产量受限制，目前主要用于名贵花卉、苗木、药材和经济作物的接种，效果稳定，应用前景良好。另外在植物组织培养快速育苗时接种AM 菌根，形成AM菌根的侵染苗也是一个较好的应用途径。AM菌根的大面积应用与其纯培养的突破密切相关，应用中也会遇到与土著AM菌根竞争的问题，这些问题需要进一步研究解决。这一产品的标准和产品质量问题也需研究和探讨。常见真菌培养基有：配方一萨市（Sabouraud’s）培养基

沼气的产生

第一章 1、沼气的产生沼气是多种有机质在一定温度、湿度、酸碱度及厌氧条件下，经微生物分解代谢所产生的一种可燃性混合气体。沼气的产生过程称为沼气发酵，国际上统称厌氧消化。地球上每年由光合作用生成4×1011吨有机物，其中约5%以不同形式在厌氧条件下被微生物分解生成沼气。 2、沼气的主要成分沼气是一种混合气体，除主要成分甲烷（CH4）外，还含有二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）、氢气（H2）、一氧化碳（CO）等气体，其中甲烷含量为55%～70%，二氧化碳含量为25%～40%，其他含量较低。甲烷（CH4），最简单的有机化合物，厌氧消化的最终产物，可燃，无色、无味，极难溶于水，性质较稳定，是沼气、天然气、煤气的主要成分之一。 3、沼气的特性沼气热值：20000~22000kJ/m3 煤气热值：15000kJ/m3 天然气：37000~39000kJ/m3 液化石油气：50000kJ/m3 4、沼气工程的概念：最初是指以粪便、秸秆等农业废弃物为原料，以沼气生产为目标的系统工程。单纯追求能源生产。目前已拓展为以各种有机废弃物厌氧发酵为手段，以追求能源为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。 5、阅读文献，了解沼气工程在我国的发展历史、现状及存在问题 6、大中型沼气工程的相关法令、法规（1）我国畜禽养殖业污染物的管理措施：《畜禽养殖污染防治管理办法》（2）畜禽养殖业污染物排放标准：《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）（3）其他环境标准：《中华人民共和国可再生能源法》；《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》；《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T 81-2001）；《沼渣、沼液使用技术规范》GB 7959-87；《环境空气质量标准》GB 3095-1996；《地表水环境质量标准》GB 3838-88；《农田灌溉水质标准》GB 5084-92；《生活杂用水水质标准》GJ 25.1-89；《污水排入城市地下水道水质标准》GJ 18-86；《农用污泥中污染物控制标准》GB 4284-84；《污水综合排放标准》GB 8978-1996；《粪便无害化卫生标准》GB 7959-87；其他标准、规定和规范。第二章 1、原料有机物含量和沼气产量评价指标（1）总固体（TS）又称干物质浓度，指将一定量的原料放置在100~105℃烘箱内，烘干至恒重，烘干物质占总重的百分比。单位：%

2001 3 分析沼气发酵的微生物过程

2001 3 分析沼气发酵的微生物过程。（9 分）在沼气发酵过程中，有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加沼气发酵。它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下三个阶段：第一个阶段落：液化在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解，也就是把禽畜粪便、作物秸杆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。第二个阶段：产酸这个阶段是三个细菌群体的联合作用，先由发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内，并将其分解为乙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。另外，还有耗氧产乙酸菌群，这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸，还能代谢糖类产生乙酸，它们能转变多种有机物为乙酸。液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称不产甲烷阶段。在这个过程中，不产甲烷的细菌种类繁多，数量巨大，它们主要的作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，消除部分毒物。第三个阶段：产甲烷在此阶段中，产甲烷细菌群可以分为食氢产甲烷菌和依乙酸产甲烷菌两面三刀大类群。已研究过的就有70多种产甲烷菌，它们利用以上不产甲烷的三中菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。 ①生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其培增时间为1—2天，甲烷菌丝倍增时间为4—9天； ②严格厌氧，对氧气和氧化剂非常敏感，在有空气的条件下就不能生存或死亡； ③只能利用少数简单的化合物作为营养； ④它们要求在中性偏碱和适宜温度环境条件； ⑤代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成分的沼气。

微生物与沼气发酵

微生物与沼气发酵摘要：本文介绍了沼气发酵的相关内容，主要描述参与沼气发酵过程的微生物，通过对微生物较为详细的介绍来体现它们在沼气发酵中的重要性，以及对废物资源的再利用，从而达到保护环境、优化产业结构的效果。前言：资源、环境、人口、粮食是21世纪人类所面临的四大难题。随着社会的发展各种自然资源趋于衰竭，环境也日益恶化，如何开发新能源来解决能源危机并保护生态环境成为世界关注的问题之一。随着科学的发展，微生物的开发利用已经显露出极大的优势，利用微生物生产能源、处理环境污染物已取得了很大的成绩，沼气发酵就是微生物开发利用的方式之一。 1.沼气发酵 1．1沼气的概念沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种可燃性混合气体，其主要成分是CH4和CO2，通常情况下，CH4约占60%左右，CO2约占40%左右，此外还有少量氢、氮气、一氧化碳、硫化氢和氨等。沼气发酵广泛存在于自然界，如湖泊或沼泽中常常可以看到有气泡从污泥中冒

出，将这些气体收集起来便可以点燃，所以叫它沼气。1．2什么是沼气发酵沼气发酵又称厌氧消化，是指各种有机物在厌氧条件下，被各类沼气发酵微生物分解转化，最终生成沼气的过程。地球上由于光合作用生成的有机物每年大约为4000亿吨，其中大约有5%在厌氧条件下被微生物分解掉。人们利用这一自然规律进行沼气发酵，参与沼气发酵活动的微生物有以下五大类群：（1）发酵性细菌；（2）产氢产乙酸细菌；（3）耗氢产乙酸细菌；（4）食氢产甲烷菌；（5）食乙酸产甲烷菌。各种复杂有机物，无论是固体或是溶解状态，都可以经微生物的发酵作用而最终生成沼气。 1．3沼气发酵的优势既可生产沼气用作能源，又可处理有机废物以保护环境，经沼气发酵后的沼渣、沼液又是优质的有机肥料。沼气发酵是综合利用有机废物，保护生态环境，促进农业生产可持续发展的重要措施之一。沼气燃烧后生成的二氧化碳，又可被植物吸收，通过光合作再生成有机物，因而沼气又是一种可再生能源。 2．沼气发酵过程的产酸阶段在沼气发酵过程中，五群细菌构成一条食物链，从各种细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液pH值的影响来

沼气的研究与应用

沼气研究和利用的现状与发展趋势摘要：沼气技术（厌氧发酵)其有可将城市和农村有机废弃物、废水转化成沼气，肥料。实现资源循环利用的可贵特征，并有利于温室气体减排，其在能源、环境、生态、卫生及农树经济发展中的作用日益受到各国政府的重视。本文主要介绍了沼气及其发展历程。国内外沼气生产现状．以及沼气在代用燃气．发电、燃料电池、车用燃料、化工原料等方面的利用情况。并介绍了沼气利用中存在的问题与未来发展趋势．为今后我国沼气工程的发展提供借鉴和参考。关键词；沼气技术；燃料；现状；发展趋势引言：推动当今社会经济发展的主要动力是能源和资源。近年来能源需求机、资源有限、环境恶化已成为全球化问题，开发可再生能源和有效利用资源显得越来越重要。厌氧消化(沼气化过程)是解决当前环境、能源及卫生等问题的主要手段之一。这主要是因为厌氧消化的特点是物料处理过程中伴有能量产生(沼气)、余料可作生态肥料，并可有效去除致病菌等（1）。从生化角度讲，厌氧消化本身是一个微生物催化的多步骤的复杂过程，有机物料从投入到气体产出主要包括水解、酸化、乙酸化和沼气化，终端气体产物即沼气，其主要成分是甲烷(约60％)和二氧化碳(约40％)（2），因此消化得到的沼气是一种可实际利用的能源载体。用于生产沼气的主要原料有工业有机废水、市政有机固体垃圾、畜禽粪便、生产燃料乙醇及生物柴油剩余的下脚料以及农业废弃生物质等。其在能源、环境、生态，卫生及农村经济发展中的作用日益受到各国政府的重视．沼气及其综台利用广泛受到人们的关注．沼气池的经济效益也越来越强著．近几年推广力度很大，各国政府也在不断地出台相应的法律政策来促进沼气技术的发展，沼气的研究取得了很大成效。进入新世纪纪之后，沼气技术在理论与实践上又有了很大的进步，诸多因素将使沼气技术有更快发展．具有更广阔的发展时景。沼气在促进生物质良性循环、建立生态农业、维护生态平衡、建立大农业系统中都将发挥极大作用。中国拥有丰富的生物质资源 (农业废弃物、禽畜粪便和城市生活垃圾等)，如果这些资源没有得到有效利用和处理，将成为危害环境的主要来源，因此如何开发和利用生物质垃圾资源，使垃圾减量化和无害化，更重要的是资源化，将成为中国未来资源开发的主要方向。 1.沼气的基本简介在沼泽地、池沼中所冒出的气泡，就是自然界天然发酵的沼气。沼气，是各种有机物质，在适宜的温度，湿度条件下，在隔绝空气的环境中，经过微生物的发酵作用产生的一种对环境友好.清洁和便宜的可燃性气体。沼气是由多种气体组成的混合气体．主要成分为甲烷和二氧化碳。甲烷约60％-70％．三氧化碳约30％ -40％。沼气中还含有少量的硫化氢、氮、氧、氢等气体。约占总含量的5％[3]。沼气中的主要可燃成分为甲烷．甲烷在空气中遇火就能燃烧，产生二氧化碳和水。含有有机物的废弃物都是较好的制备沼气的原料．目前主要包括农业废弃资源、人畜排泄物，工业有机废料和下料．城镇生活污水和污水处理后的污泥以及城镇生活垃圾等。沼气发酵共产生三种生成物；一是沼气，以甲烷为主，是一种清洁能源；二是沼液．含可溶性氮、磷和钾。是优质肥料；三是沼渣，主要成分是菌体、难分解的有机沼渣和无机物，是一种优良有机肥．可肥田、灭菌和改良土壤（4）。 2.沼气利用技术原理

沼气发酵基本原理沼气发酵基本原理沼气发酵又称为厌氧消化厌氧

沼气发酵基本原理沼气发酵基本原理沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷以酵，是指有机物质（如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体（沼气）的复杂的生物化学过程。一、沼气发酵微生物沼气发酵微生物是人工制取沼气最重要的因素，只有有了大量的沼气微生物，并使各种类群的微生物得到基本的生长条件，沼气发酵原料才能在微生物的条件下转化为沼气。（一）沼气微生物的种类沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程，这一过程的发酵和发展是五大类群微生物生命活动的结果。它们是：发酵性细菌、产氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌。这些微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。从复杂不机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和相互作用完成的。在沼气发酵过程中，五大类群细菌构成一条食物链，从各类群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度（pH ）的影响来看，沼气发酵过程可分为产酸阶段和产甲烷阶段。前三群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将其统称为不产甲烷菌。后二群细菌的活动可使各种有机转化成甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。 1、不产甲烷菌在沼气发酵过程中，不能直接产生甲烷微生物统称为不产甲烷菌。不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，现已观察到的包括细菌、真菌和原生动物三大类。以细菌种类最多，目前已知的有18 个属51 个种，随着研究的深入和分离方法的改进，还在不断发现新的种。根据微生物的呼吸类型可将其分为好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌三大类型。其中，厌氧菌数量最大，比兼性厌氧菌、好氧菌多100~200 倍，是不产甲烷阶段起主要作用的菌类。根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和其他一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。 2、产甲烷菌在沼气发酵过程中，利用小分子量化合物形成沼气的微生物统称为产甲烷菌。如果说微生物是沼气发酵的核心，那么产甲烷菌又是沼气发酵微生物的核心，产甲烷菌是一群常特殊的微生物。它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，适宜在中性或微碱性环境中生存繁殖。它们依靠二氧化碳和氢气生长，并以废物的形成排出甲烷，是要求生长物质最简单的微生物。产甲烷菌的种类很多，目前已发现的产甲烷菌有 3 目、4科、7 属和13 种，根据它们的细胞形态、甲烷螺旋形菌类。产甲烷菌生长缓慢，繁殖倍增时间的15 倍。由于产甲烷菌繁殖较慢、在发酵启动时，需加入大量甲烷菌种。产甲烷菌在自然界广泛分布，如土壤中，湖泊、沼泽中，反刍动物（牛羊等）的肠胃道，淡水或碱水池塘污泥中，下不道污泥，腐烂秸秆堆，牛马粪以及城乡垃圾堆中都有大量的产甲烷菌存在。由于产甲烷菌的分离、培养和保存都有较大的困

沼气产生的基本原理

1 沼气定义沼气是指利用人畜粪便、秸秆、污泥、工业有机废水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧(没有氧气)条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。沼气是一种高效、清洁燃料，是各种有机物质在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。其主要成分是甲烷和二氧化碳，通常情况下甲烷(CH4 )约占所产生的各种气体的50~70%，二氧化碳(CO2)约占30~40%,此外还有少量氢(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氨(NH3)等。在构成生物体的物质中，除了矿物质和木质素外，几乎所有的生物质都可以用来产生沼气，包括动物和人的排泄物、污水污泥、农作物秸秆、含碳工业废物等，所以沼气的成本相当低廉。沼气的生产工艺比较简单，一个农村家庭就可以建造自己的沼气池。沼气的用途也很广泛，它不仅能用于燃烧和照明，还可以作为燃料用于发电。沼气这种来源丰富、成本低廉的优质气体燃料，无论在发达国家还是在发展中国家均得到高度重视。发达国家主要从保护环境出发，建立了很多沼气工程，以处理城乡有机废弃物，并获得煤气替代品。在发展中国家，沼气是解决农村能源的一项重要途径，印度和中国是最早大力开发沼气的国家，并且取得了巨大的成就。沼气是一种高热值、高品位的能源，它是最合理利用、多次利用和综合利用生物质能的最有效形式，可以将植物机体的肥料、饲料、热能3种机能充分发挥出来。在广大农村牧区普及沼气，可以把人畜粪便和杂草、秸秆、枯叶等一起投入沼气池发酵，制取沼气作燃料。沼气池中的水和沉渣，保存了植物和粪便中的绝大部分氮、磷、钾元素，是优质的有机肥料，可以使生物质能利用3次至4次，使生物体内的能量和各种成份都能得到充分的利用。在城镇利用工业生产中的废物和生活污水来生产沼气也正在迅速发展，造纸厂、酿酒厂、屠宰厂的废水和生活污水中均有大量的有机物，这些废物都可以作为沼气生产的原料，变废为宝，从而减少城市污染，造福市民。我国是一个农业大国，农业废弃物资源分布广泛，其中农业秸秆年产量超过6亿吨，可作为能源用的秸秆约3.5亿吨，约折合1.5亿吨标准煤；工业废水和

各大领域沼气发酵原料产气特性及原料产气率汇总

各大领域沼气发酵原料产气特性及原料产气率汇总理论上，绝大部分有机物都可以作为沼气发酵原料，沼气发酵原料一般可分为四大类：农业类发酵原料、工业类发酵原料、市政废弃物类发酵原料和水生植物废弃物发酵原料。（注：FM：鲜重；TS：总固体；VS：挥发性固体）畜禽粪污表1、畜禽粪污原料特性及原料产气率数据来源：《沼气工程》畜禽粪便作为沼气发酵的原料有许多优势： ①碳氮比一般在15:1~30:1，十分适合厌氧微生物的生长。 ②具有较高的缓冲能力，能应对不严重的酸化现象。 ③一些畜禽粪便(如牛粪、鹿粪)中含有瘤胃微生物，可以为沼气发酵体系补充沼气发酵菌种。然而，畜禽粪污作为沼气发酵原料也有一些限制因素： ①畜禽粪污体积大、干物质含量比较低，鲜粪一般小于30%，冲洗污水低于3%，所以单位体积原料的沼气产量比较低，原料或沼液的运输成本较高。

②饲料中重金属和抗生素的添加量日趋加大，重金属和抗生素会影响沼气发酵过程以及沼渣、沼液的处理和还田利用。 ③畜禽粪污中氮的含量较高，容易造成沼气发酵体系氨抑制。为解决上述问题，通常将畜禽粪污和易降解种植业废弃物混合发酵，畜禽冲洗污水可以用于稀释其他发酵原料，相对于畜禽粪污原料单一发酵，混合发酵体系更加稳定。不同种类的畜禽粪便，具有不同的理化特性，会影响沼气工程的效率和稳定性。在沼气工程设计时，需要特别注意： ①牛粪中草较多，沉淀物较少，浮渣量多于沉渣量。奶牛粪含砂量还比较高，要注意除砂。 ②猪粪中草和沉淀物都比较多，沉渣量多于浮渣量，由于冲洗污水量较大，所以猪场粪污水量大，浓度低，升温困难，冬季产气少。 ③鸡粪中含有羽毛、砂石，发酵过程中沉渣较为结实。另外，不同于奶牛粪中的砂，鸡粪中的砂石包裹于有机物中，所以对砂的去除更为困难。 ④羊粪和兔粪中含草较多，呈颗粒状，需要在预处理阶段设置泡粪池，使其中的有机物尽可能溶于料液中。农作物秸秆表2、农作物秸秆原料特性及原料产气率数据来源：《沼气工程》

沼气发酵

第一章概论 1.1引言沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。沼气是一种可持续利用的生态资源。利用沼气，可以节省大量的秸秆、干草等物料，有助于发酵出更多动物饲料和制作更多的纸张；沼气还可以用来做饭、照明、发电等，大大的节省了农民家庭的开支，减少了生活负担；沼气剩下的沼渣和沼液可以当作有机肥料，用于农作物和田地的施肥，增强农作物的抵抗力，减少农作物的病虫发生率，促进营养成分的吸收，改善土壤的板结，持续的保肥保水。沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。它包括厌氧发酵主体及配套工程技术，主要是通过厌氧发酵及相关处理降低粪水有机质含量，达到或接近排放标准并按设计工艺要求获取能源—沼气：沼气利用产品与设备技术，主要是利用沼气或直接用于生活用能，或发电、或烧锅炉、或直接用于生产供暖、或作为化工原料等：沼肥制成液肥和复合肥技术，则主要是通过固液分离，添加必

要元素和成份，使沼肥制成液肥或复合肥，供自身使用或销售。 1.2我国沼气工程发展现状随着城镇工业和农村集约化养殖业的发展, 生产过程中排出的各种有机废弃物的污染治理及其资源的综合利用, 已成为当今国际社会普遍关注的问题。在过去20 多年里, 我国利用厌氧消化技术处理工农业有机废弃物取得了较好的能源、环保和经济效益, 并逐步形成了沼气一能源环保工程规模。据报道, 全国现有大中型沼气工程60 0 多处, 总池容21 万多立方米, 年产沼气3 6 7 8万立方米, 年处工业废水和禽畜粪便能力达50 0 多万吨。我们自19 9 2年开始收集大中型沼气工程资料, 并对近百座工程进行了书面调查或实地考察。调查结果表明: “我国大中型沼气工程技术日趋成熟, 工程的整体技术水平和资源利用率近些年提高幅度较大, 各类的沼气工程, 都已从过去单纯追求能源效益, 转入注重发挥沼气技术多功能优势, 为配合菜篮子工程和改善农业生态环境, 为发展农村经济服务, 广泛地开展了沼气及发酵残余物在种植业和养殖业等生产方面的综合利用, “八五”期间建设的沼气工程与“六五”、“七五”期间作比较其工程运行稳定率提高了20 % 一3 0 %, 工程投资回收年限缩短了10 %一20 %。当前, 大中型沼气工程存在的主要问题是: 有的工程处理技术不完善, 设备匹配不尽合理, 工程运转故障较多; 有的工程采用的厌氧消化工艺及装置与所处理的原料不相适应, 工程处理能力低, 经

微生物在污水处理中的应用

微生物在污水处理中的应用污水处理是一项重要的环境保护工作，而微生物在污水处理中扮演着至关重要的角色。微生物通过降解有机物质、去除氮和磷等方式，帮助净化污水，使其达到排放标准。本文将详细介绍微生物在污水处理中的应用。 1. 微生物种类及其功能在污水处理过程中，常见的微生物种类包括细菌、真菌和藻类等。它们各自具有不同的功能，如下所示： - 细菌：细菌是最常见的微生物，它们能够分解有机物质，将有机物转化为无机物，例如将有机氮转化为无机氮，从而减少水体中的营养物质含量。 - 真菌：真菌能够降解难降解的有机物质，如油类和染料等。它们分泌酶类物质，将有机物质分解为较小的分子，便于后续处理。 - 藻类：藻类能够吸收水体中的氮和磷等营养物质，减少水体中的富营养化问题。同时，藻类还能够吸收二氧化碳，产生氧气，提高水体的溶解氧含量。 2. 微生物在污水处理中的应用微生物在污水处理中的应用主要体现在以下几个方面： 2.1 活性污泥法活性污泥法是一种常见的污水处理方法，其中微生物起到关键作用。在活性污泥池中，细菌通过吸附、吸附、吸附等方式将有机物质降解为无机物质。同时，细菌还能够吸附悬浮物和胶体颗粒，使其沉淀下来，从而净化污水。 2.2 厌氧消化

厌氧消化是一种将有机废物转化为沼气的方法，其中微生物也起到重要作用。在厌氧消化过程中，细菌通过发酵有机物质产生甲烷气体。这种方法不仅可以处理污水，还可以产生可再生能源。 2.3 生物膜法生物膜法是一种利用微生物生长在固体载体上处理废水的方法。在生物膜中，微生物通过吸附和降解有机物质，净化污水。生物膜法具有处理效果好、操作简单等优点，被广泛应用于污水处理厂。 3. 微生物在污水处理中的优势微生物在污水处理中具有以下优势： 3.1 高效降解有机物质微生物能够高效降解有机物质，将其转化为无机物质。相比于传统的物理化学方法，微生物处理具有更好的降解效果。 3.2 能耗低微生物处理污水所需的能量较低，不需要大量的电力和化学药剂。这降低了处理成本，也减少了对环境的负面影响。 3.3 产生附加价值微生物处理污水不仅可以净化水体，还可以产生可再生能源，如沼气。这为污水处理厂带来了附加价值，提高了经济效益。 4. 微生物在污水处理中的挑战和解决方案微生物在污水处理中也面临一些挑战，如以下所述： 4.1 抗药性微生物

简述沼气发酵三阶段及相互关系。

简述沼气发酵三阶段及相互关系。一阶段是含碳有机聚合物的水解。纤维素、半纤维素、果胶、淀粉、脂类、蛋白质等非水溶性含碳有机物，经细菌水解发酵生成水溶性糖、醇、酸等分子量较小的化合物，，以及氢气和二氧化碳；第二阶段是各种水溶性产物经微生物降解形成甲烷底物，主要是乙酸、氢气和二氧化碳；第三阶段是产甲烷菌转化甲烷底物生成CH4和CO2。另外，在沼气发酵过程中还存在某些逆向反应，即由小分子合成大分子物质的微生物过程；从有机物质厌氧发酵到形成甲烷，是非常复杂的过程，不是一种细菌所能完成的，是由很多细菌参与联合作用的结果。（1）联合作用从有机物到甲烷形成，是由很多细菌联合作用的结果。甲烷细菌在合成的最后阶段起作用。它利用伴生菌所提供的代谢产物H2、CO2等合成甲烷。整个过程可分以下几个阶段：以上几个阶段不是截然分开的，没有明显的界限，也不是孤立进行的，而是密切联系在一起互相交叉进行的。（2）种间H2的转移作用在沼气发酵过程中，产酸菌、伴生菌发酵有机物产H2，H2又被甲烷细菌用于还原CO2合成CH4。伴生菌和甲烷细菌在发酵过程中形成了共生关系，S-菌系分解乙醇产H2，H2对它继续分解乙醇有阻抑作用，而MOH-菌系可利用H2，这样又为S-菌系清除了阻抑，两者在一起生活互惠互利，单独存在都生活不了。

（3）由乙酸产生甲烷乙酸是有机物在厌氧发酵过程中主要中间代谢产物，也是形成甲烷的重要中间产物。McCarty实验证明，有机物发酵分解产生乙酸形成甲烷，约占甲烷总生成量的72%，由其他产物形成甲烷约占28%。由乙酸形成甲烷过程也是很复杂的，用14C示踪原子试验表明，由乙酸形成甲烷有两种途径： ①由乙酸的甲基形成甲烷。 ②由乙酸转化为CO2和H2形成甲烷。沼气发酵是一个极其复杂的生物化学过程，包括各种不同类型微生物所完成的各种代谢途径。这些微生物及其所进行的代谢都不是在孤立的环境中单独进行，而是在一个混杂的环境中相互影响。它们之间的互相作用包括有不产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的作用；不产甲烷细菌之间的作用和甲烷细菌之间的作用。

沼气发酵过程的微生物学研究

沼气发酵过程的微生物学研究随着能源危机日益严重，人们对新能源的需求日益增加，而沼气作为一种清洁、可再生的新型能源备受人们的关注。沼气是一种由有机废料发酵产生的气体，主要成分是甲烷、二氧化碳等。在沼气发酵过程中，微生物扮演着重要的角色。一、沼气发酵过程的微生物学基础沼气发酵过程的微生物学基础是由一系列微生物组成的复杂生态系统。发酵过程中的微生物主要包括产气菌、消化菌、腐烂菌等。这些微生物生长繁殖需要合适的温度、pH值、质量浓度、有机物质等，其中产气菌主要通过光合作用和厌氧呼吸将有机物质转化为甲烷，而消化菌和腐烂菌则是将有机物质分解为更小的有机分子，以供产气菌利用。二、沼气发酵过程中微生物数量和种类的变化在沼气发酵过程中，微生物数量和种类的变化受到许多因素的影响，如温度、pH值、有机物质质量浓度等。在开始阶段，消化菌和腐烂菌数量较多，且种类繁多，这是由于有机物质的分解还未达到高峰。此时，产气菌数量较少。随着有机物质的分解逐渐增多，产气菌开始快速生长繁殖，菌群也开始发生变化，消化菌和腐烂菌数量逐渐减少。三、调节微生物群落结构增加产气菌数量在沼气发酵过程中，调节微生物群落结构可以改善产气菌数量，提高发酵效率。目前，调节微生物群落结构的方法主要包括添加辅助菌和优化环境等。其中添加辅助菌是通过引入一些具有特殊代谢特性的菌株来增加产气菌数量，从而促进沼气发酵。此外，优化环境也可以改善微生物生长环境，促进产气菌的生长繁殖。四、微生物群落结构研究的现状和发展前景

微生物群落结构研究是沼气发酵过程微生物学研究的关键环节。目前，对于沼气微生物群落结构的研究主要是通过高通量测序技术来实现。相关研究结果表明，通过调节微生物群落结构可以有效地提高沼气发酵效率，同时还能改善沼气产生过程中的稳定性。未来，随着高通量测序技术的发展和应用，沼气微生物群落结构的研究将会变得更加深入，同时对于沼气发酵过程中的微生物调控也将更加精确。结语沼气发酵过程的微生物学研究是目前相关领域的热点研究方向。该研究不仅对于提高沼气发酵效率、改善发酵过程的稳定性有重要作用，还有助于探索更为精准的微生物调控方法。因此，我们迫切需要加大对于相关研究的支持和投入，以推动沼气产业的健康发展。

厌氧消化过程中的主要微生物

二、厌氧消化过程中的主要微生物主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、发酵细菌（产酸细菌）：发酵产酸细菌的主要功能有两种：① 水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物；② 酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等；主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH 、SRT 、有机物种类等），有时回成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。 2、产氢产乙酸菌：产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H 2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。主要的产氢产乙酸反应有：乙醇： 232232H COOH CH O H OH CH CH +→+ 丙酸：22322332CO H COOH CH O H COOH CH CH ++→+ 丁酸：232223222H COOH CH O H COOH CH CH CH +→+ 注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H 2消耗掉。主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。 3、产甲烷菌 20世纪60年代Hungate 开创了严格厌氧微生物培养技术之后，对产甲烷细菌的研究才得以广泛进行；产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H 2/CO 2转化为CH 4和CO 2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H 2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina （产甲烷八叠球菌）和Methanothrix （产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解；典型的产甲烷反应： ① 243CO CH COOH CH +→ ② O H CH CO H 242224+→+ ③ -+-++→+324224HC CO CH H HCOO

三组耐低温厌氧菌群的种群结构分析

三组耐低温厌氧菌群的种群结构分析陈宏;聂毅磊;罗立津;贾纬;陈星伟【摘要】为解决低温环境下厌氧沼气发酵效率低的问题，构建选育耐低温厌氧发酵产沼气菌群。采集农家的干牛粪，经低温继代富集培养，获得1组耐低温厌氧发酵产沼气菌群5＃，并将其用养猪场污水处理工程的厌氧污水驯化，获得可在15℃产沼气的菌群Y5S ，采用高通量测序技术，分析比较菌群5＃、Y5S以及厌氧污水中原始菌群YJ的原核微生物群落结构。结果显示3个菌群均含有厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门 Bacteroidetes、互养菌门 Synergistetes、变形菌门Proteobacteria、螺旋体门Spirochaetes和疣微菌门 Verrucomicrobia。其中覆盖100％样品的微生物组核心种群Core microbiome有85个，属厚壁菌门Firmicutes的梭菌纲clostridia。在属分类水平上3菌群共有的原核微生物为：醋酸杆菌属 A cetobacterium、柠檬酸杆菌属 Citrobacter、梭菌属Clostridium、脱硫叶菌属 Desulfobulbus、脱硫微菌 Desulfomicrobium、噬氢菌属Hydrogenophaga、颤螺旋菌属 Oscillospira、 Parabacteroides、瘤胃球菌属Ruminococcus、 Sedimentibacter、鞘脂单胞菌属 Sphingomonas、硫磺单胞菌属 Sulfurospirillum、互营单胞菌属 Syntrophomonas、明串珠菌属Trichococcus和Devosia等。互养菌门 Synergistetes在菌群Y5S中丰度占比较高，可能对沼气产生有较大作用。%To improve the efficiency of anaerobic , low‐temperature bioconversion of waste materials to methane ,3 groups of psychrophilic microflora were studied .Dried cow manure was collected from local cattle farms for an enrichment culture at 15℃ .From the culture ,Group #5 microflora was identified as a potential source for further investigation .The microbes of the group were inoculated in the waste

秸秆蓝藻混合发酵产沼气过程中微生物群落分析

秸秆蓝藻混合发酵产沼气过程中微生物群落分析摘要：采用实验室自制秸秆蓝藻混合厌氧反应装置进行沼气发酵实验，利用16S rＲNA基因克隆文库的方法，对不同产气阶段的细菌和古菌的优势菌群进行多样性研究。结果表明：①不同产气阶段细菌优势种类存在差异，供试秸秆沼气反应器阶段细菌种类较为丰富，分属于6个门：产气初始阶段优势菌群为变形菌门（Proteobacteria），相对丰度为51.76%；产气高峰阶段优势菌群为厚壁菌门（Firmicutes），相对丰度为47.13%；产气结束阶段优势菌群为厚壁菌门（Firmicutes），相对丰度为28.89%；此外，还包括绿弯菌门、螺旋体门、绿菌门的细菌。②古菌种类明显少于细菌，均属于甲烷微菌纲（Methanomicrobia）、甲烷杆菌纲（Methanobacteria）和热原体纲（Thermoplasmata）。秸秆蓝藻沼气系统微生物群落结构的阐明具有一定的意义，可为秸秆沼气工程调控提供科学依据。安徽省作为农业大省，每年都有大量的秸秆产生，主要农作物秸秆年理论资源量达4487.99万t，年可收集资源量达3878.84万t[1]。秸秆作为农业生产中的副产品是一种容易获取的生物能源，然而大量的秸秆被随意丢弃和焚烧，造成了极大的资源浪费和环境污染[2]。巢湖是中国第五大淡水湖，连通长江，巢湖的水质不仅会影响到其周边环境，还会影响到整个长江流域。巢湖水体近年来富营养化严重，蓝藻暴发成为环境问题。蓝藻含丰富的有机质，是一种生物质资源[3]。厌氧发酵可以使秸秆和蓝藻

转化为清洁能源，既保护了环境也使资源得到了利用[4]。秸秆是一种富含木质纤维素与其他多糖的有机质，而蓝藻中含丰富的蛋白质和藻多糖，利用含氮量比较丰富的蓝藻调节底物的碳氮比，可以提高发酵的效率[5-6]。彭书传等利用玉米秸秆和巢湖蓝藻进行混合厌氧发酵，与单一的玉米秸秆或蓝藻发酵过程相比，玉米秸秆和蓝藻混合发酵能够有效促进沼气的生成[7]。有机物厌氧降解过程主要分为水解发酵、产氢产乙酸及产甲烷3个阶段。其中水解发酵与产氢产乙酸阶段主要由细菌参与，涉及一系列复杂的化学代谢过程，生成乙酸等挥发性有机酸；而产甲烷阶段主要由甲烷古菌参与，将乙酸转化为甲烷[8]。沼气发酵过程需要不同阶段的微生物相互协作完成，因此沼气发酵过程中的微生物群落结构和功能的解析已经成为研究的热点[9]。目前国内外关于利用秸秆进行发酵的微生物群落研究主要集中在秸秆和禽畜粪便等常规原料的混合上[10]，而以秸秆和蓝藻混合发酵为对象的研究鲜有报道。分子生物学技术在微生物鉴定方面的应用，可以研究微生物在厌氧发酵过程中变化情况[11-13]。本文在秸秆蓝藻混合厌氧产气的基础上，通过构建16S rＲNA基因克隆文库，了解混合发酵不同阶段的细菌和古菌的优势菌群及其变化规律，为调控混合发酵过程提供微生物基本信息。结合不同产气阶段的产气率，解析沼气发酵各阶段优势微生物的功能，为优化秸秆沼气发酵工艺提供理论依据。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1实验材料实验所用水稻秸秆采自安徽省周边某稻田，总固体（TS）含量为91.1%，挥发性固体（VS）含量为85.9%，晒干后剪至1cm左右待用；