产甲烷菌在厌氧消化中的应用研究进展

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产甲烷菌的研究进展

产甲烷菌的研究进展XXX生物工程一班生命科学学院xxx大学150080摘要：甲烷菌是一个古老的原生菌。

随亨格特（Hungate）无氧分离技术发展以来，人们对甲烷菌的研究逐渐深入。

从产甲烷菌生存环境分离、筛选出新的产甲烷菌种。

20世纪90年代对甲烷菌的探讨、研究比较多，近10年的研究比较少。

简述了产甲烷菌的发展历史及分类。

产甲烷菌是重要的环境微生物,是古细菌的一种，在自然界的破素循环中起重要作用。

迄今已有种产甲烷菌基因组测序完成。

基因组信息使人们对产甲烷菌的细胞结构、进化、代谢及环境适应性有了更深的理解。

关键词：微生物，产甲烷菌，分类。

Research progress of methanogenic bacteriaZhengzongqiaoThe first class of Biotechnology, College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin,150080Abstract: methanogens is an ancient native bacteria. With the Since Heng Gete (Hungate) anaerobic separation technology development, people gradually in-depth study of methanogens. Living environment separated from the methane-producing bacteria filter out new methane-producing bacteria. Of methanogens in the 1990s, research more, nearly 10 years of study is relatively small. The brief history of the development of the methanogenic bacteria and classification. Methane-producing bacteria is an important environmental microorganisms, is a kind of archaebacteria, play an important role in the hormone cycle of the nature of the broken. So far has been a kind of methane-producing bacteria genome sequencing is completed. Genomic information to make The Methanogens the cell structure, evolution, have a deeper understanding of metabolic and environmental adaptability.Keywords: microorganisms, methane-producing bacteria。

生活垃圾厌氧堆肥产甲烷及古细菌多样性分析

生活垃圾厌氧堆肥产甲烷及古细菌多样性分析闫江１，江娟２（１．华中科技大学生命科学与技术学院；２．华中科技大学环境科学与工程学院，武汉４３００７４）摘要：通过厌氧堆肥试验，对厌氧堆肥产甲烷的基本特征进行了研究，结果表明：在厌氧堆肥开始阶段，气体中只有８％的甲烷，二氧化碳产率是甲烷产率的４倍左右；而随着反应的进行，二氧化碳产率呈下降趋势，甲烷产率逐渐升高，并于３个月时达到最高值４５％；此后二氧化碳及甲烷产率都逐渐降低。

对３个月时的垃圾堆肥渗出液取样，提取总ＤＮＡ，对古细菌片段进行限制性片段长度多样性分析（ＲＦＬＰ），在６０个随机选出的古细菌ｒＤＮＡ克隆子中，可以划分１５个不同的谱型。

对深入了解产甲烷厌氧微生物过程，加快垃圾稳定化具有重要意义。

关键词：生活垃圾；厌氧；堆肥；甲烷；古细菌；ＲＦＬＰ分析中图分类号：Ｘ１７２；Ｘ１３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－６５０４（２００６）０４－０００９－０３我国城市垃圾年产量目前已达１．９亿ｔ左右，并以年均近９％的速度增长［１］。

本研究采用厌氧堆肥法处理城市生活垃圾，垃圾在厌氧发酵过程中，会发生水解、酸化和甲烷化等一系列复杂的生物化学反应，并最终被分解成以甲烷和二氧化碳为主的气体－沼气。

Ｃｈｕｇｈ等［２］研究认为，１ｔ含水率为４５％、有机物含量为５５％的垃圾可产甲烷５７．５ｍ３，相当于甲烷含量６０％的沼气９５．８ｍ３。

因此，厌氧堆肥的产ＣＨ４较高而且容易回收利用；所以厌氧堆肥不仅较好地回收了能源，还可以获取有机肥。

本研究着重对生活垃圾厌氧堆肥过程中产气变化进行了分析。

在介绍模拟试验的基础上，对厌氧堆肥工艺产甲烷特征进行了研究。

同时，通过提取厌氧垃圾堆肥渗出液的总ＤＮＡ中选择性地ＰＣＲ扩增古细菌群落的１６ＳｒＤＮＡ片断，在此基础上建立古细菌１６ＳｒＤＮＡ克隆文库，并利用ＲＦＬＰ法对其进行分析，从而获得有关产甲烷时期垃圾堆肥内部古细菌群落的结构及其多样性的初步信息。

废弃物微藻厌氧消化产氢气和甲烷的优化研究

废弃物微藻厌氧消化产氢气和甲烷的优化研究原林虎;原雨桐【摘要】本文探究了影响微藻厌氧消化的因素(有机负荷、酶预处理、温度)并优化了工艺参数.结果表明:微藻生物质的最佳有机负荷为10.0 g/L,相应的氢气最大产量为18.8 mL/g(以单位挥发性有机质计算),挥发性脂肪酸最大产量为789 mg/L.蛋白酶预处理能够强化微藻水解酸化,且蛋白酶最佳剂量为1.0 g/L,氢气最大产量为20.5 mL/g,pH最低值为5.4.最后在产甲烷相中优化微藻厌氧消化的温度,35℃是产甲烷相最佳温度,甲烷的最大产量为238.9 mL/g,高温环境产生的过程产物反馈抑制了产甲烷菌的活性从而导致甲烷产量下降.【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】4页(P80-83)【关键词】微藻;两段式发酵;水解;酸化;氢气【作者】原林虎;原雨桐【作者单位】太原城市职业技术学院城建系太原030027;上海应用技术大学鲁班书院上海201418【正文语种】中文0 引言微藻含有丰富的有机质(碳水化合物4%～57%，蛋白质8%～71%和脂类2%～40%)，是厌氧消化产氢气和甲烷的理想原料[1]。

然而在实际工程中多种因素共同作用导致微藻厌氧消化获取的氢气和甲烷远低于理论计算值[2]。

近年来，应用两相厌氧消化系统处理生物质废物受到广泛关注，两段式厌氧消化将水解酸化相和产甲烷相分离开，从而控制每个阶段中微生物处于优势动态[3]；此外，与单一相消化系统相比还解除了挥发性脂肪酸(VFA)迅速积累或过度酸化引起的pH值下降而导致产甲烷过程终止的现象[4]。

因此，生物质两段式厌氧消化产氢气和甲烷得到越来越多的研究。

生物质厌氧消化制取甲烷主要包含4个连续的生化过程：水解、酸化、同型产乙酸和甲烷化[5]。

在水解过程中，难降解的有机物在特定功能的转性厌氧或兼性厌氧微生物分泌水解酶的作用下水解为溶解性或大分子有机物。

水解过程是有机物厌氧消化的限速步骤，预处理常用于提高有机物的水解速率[6]。

嗜冷产甲烷茵厌氧消化研究进展

１引言
厌氧消化
适冷机制
研究进展
螬冷产甲烷菌是指能够在寒冷（０ ℃ ～１０Ｔ：）条件
产甲烷菌属于严格厌氧古细菌，广泛的分布于各
下生长，同时最适合生长温度在低温范围（２５ ℃ 以下）
类极端厌氧环境中。产甲烷菌有一些不是很完善的分类，通常是按照温度来划分的，根据最适生长温度（Ｔｏｐｔ）的不同，研究者将产甲烷菌分为嗜冷（Ｔｏｐｔ低于
２Ｏｌ３年３月
嗜冷产甲烷菌厌氧消化研究进展
４７
嗜冷产甲烷茵厌氧消化研究进展
朱文
（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司，四川成都摘６１００２１）要：本文介绍嗜冷产甲烷菌的适冷机制及其分布，分析嗜冷厌氧消化的技术可行
中，嗜冷产甲烷菌构成了以上各种环境中重要的微生
物群落结构Ｊ。
２嗜冷产甲烷菌的定义与分布
表ｌ已命名的嗜冷产甲烷菌菌株名称分离源最适生长温度／ ℃ 最低生长温度／ ℃ 最高生长温度／ｏＣ
Ｍｅｔｈａｎ ℃℃ｅｏｉｄｅｓｂｕｒｔｏｎｉｉ
古菌共有８种（见表１）。
右）和极端嗜热（Ｔｏｐｔ高于８Ｏ ℃左右）四个类群… 。产
甲烷菌位于厌氧消化食物链的最末端，在自然界碳素循环中起着非常重要的作用。现有的厌氧消化工艺大

城市生活垃圾厌氧消化中甲烷产量的生物动力学研究

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表２
Ｔａｂ２．
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３结果与讨论
３１累积产气的变化．
城市生活垃圾高温厌氧消化的累积产气及产气速率变化见图３。
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城市生活垃圾厌氧消化中产甲烷菌的生
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昆明理工大学莲华园区垃圾中转站垃圾特性
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中纤维素含量较多。经人工分选后，工破碎成大人
图２城市生活垃圾间歇厌氧消化工艺简图

产甲烷菌、产甲烷菌和消化道

产甲烷菌、产甲烷菌和消化道产甲烷菌、产甲烷菌和消化道直到最近，产甲烷菌被分为6级（产甲烷菌、产甲烷菌、产甲烷菌、产甲烷菌、产甲烷菌、产甲烷菌）（6 orders (Methanobacteriales, Methanococcales, Methanomicrobiales, Methanosarcinales, Methanopyrales, Methanocellales），均属于⼴裂⾓菌门。

最近，根据从⼈类肠道中获得的序列，提出了与热等离⼦体催化剂相关的7级产甲烷菌系统学研究。

随后提出了两个名称，甲氧基胞质催化剂（Methanoplasmatales）和甲氧基丙烯酰胺类化合物（Methanomassiliicoccales），后者⽬前已得到原核⽣物系统学国际委员会（International Committee on Systematics of Prokaryotes, ICSP）的验证。

产甲烷是与不同的能量守恒系统耦合的，代表了产甲烷菌唯⼀的能量代谢。

对于这种代谢，产甲烷菌只能使⽤有限数量的底物，这些底物来源于⽔解和发酵细菌对有机物的厌氧降解。

因此，产甲烷菌在微⽣物营养链中有⼀个末端位置。

根据今天使⽤的代谢分类，可以定义产甲烷的氢化、甲基营养和⼄酰营养（或⼄酰碎屑）类别。

⼤多数产甲烷菌是氢氧化菌，利⽤氢⽓（通常是甲酸盐）将⼆氧化碳还原成甲烷。

甲基化产甲烷菌使⽤甲基化化合物，如甲醇、甲胺和甲基硫化物，通过底物特异性甲基转移酶将这些化合物的甲基群转化为CH4。

这种产甲烷的还原当量是通过甲基氧化途径将⼀个甲基额外氧化成⼆氧化碳⽽获得的，与氢氧化途径的第⼀步相反。

该途径的⼀个变体是直接使⽤环境中的氢作为电⼦供体，⽽不是甲基氧化途径产⽣的还原当量。

有趣的是，仅限于此变种的产甲烷菌被发现与肠道环境有关。

最后，很少有与甲烷菌属有关的古细菌能够利⽤⼄酸作为产甲烷的底物。

甲基辅酶M还原酶（MCRI或MCRII同功酶）负责CH3-S-CoM和H-S-CoM中CH4的形成，是所有产甲烷菌共有的。

甲烷厌氧氧化微生物的研究进展

甲烷厌氧氧化微生物的研究进展沈李东;胡宝兰;郑平【摘要】Methane is a major greenhouse gas, which contributes estimatedly 20％ to global warming. Microbially mediated anaerobic oxidation of methane (AOM) is an important way to reduce methane emission in nature. According to different coupling reactions, AOM can be divided into two types, Sulphate-dependent anaerobic methane oxidation( SAMO ) and Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation ( DAMO ). S024- and NO2-/NO3- function as their terminal electron acceptors, separately. This review summarizes types of AOM and microorganisms involved, elaborates mechanisms of the AOMs, and discusses orientation of the future research and prospects of the application of AOM.%甲烷是一种重要的温室气体,其对全球气候变暖的贡献率约占20%.微生物进行的甲烷厌氧氧化(Anaerobic oxidation of methane,AOM)是减少自然环境中该温室气体排放的重要生物途径.根据耦联反应的不同,可将AOM 分为两类,即硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化(Sulphate-dependent anaerobic methane oxidation,SAMO)和反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation,DAMO),前者以SO2-4作为AOM 的最终电子受体,后者以NO2-/NO3-作为AOM的最终电子受体.深入了解这两种类型AOM的发生机理,有助于更好地理解该生物过程的重要性,为AOM工艺的开发提供理论依据.鉴此,本文简要介绍了不同类型的AOM及其参与的微生物,着重阐述了其发生机理,并探讨了AOM未来的研究方向与应用前景.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2011(048)003【总页数】10页(P619-628)【关键词】硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化(SAMO);反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO);机理【作者】沈李东;胡宝兰;郑平【作者单位】浙江大学环境工程系,杭州,310029;浙江大学环境工程系,杭州,310029;浙江大学环境工程系,杭州,310029【正文语种】中文【中图分类】X172甲烷作为一种重要的能源，在人类的生产生活中扮演着重要的角色。

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究【引言】随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，污水处理厂的建设和运营成为城市发展必不可少的组成部分。

污水处理厂负责处理城市污水，其中一个重要的处理步骤就是污泥的处理。

传统的污泥处理方式主要是厌氧消化，通过厌氧发酵分解有机物质，产生甲烷等有价值的产物。

然而，传统的厌氧消化方式存在效率低、产物利用率不高的问题，因此需要对污泥厌氧消化强化产甲烷技术进行研究。

【主体】一、强化产甲烷技术的意义污泥中含有大量的有机废弃物质，通过厌氧消化能够将这些有机废弃物转化为有价值的产物甲烷。

甲烷具有高热值和广泛的用途，可以用作燃料替代天然气，用于发电、供暖和燃料电池等方面。

然而，传统的厌氧消化方式存在一些问题，常见的有消化缓慢、产气量低、产气稳定性差等。

因此，通过对厌氧消化过程进行优化和强化，可以提高产气量和产气稳定性，使得污泥的资源化利用更加高效。

二、强化产甲烷技术的方法1. 厌氧菌种优化：选择适宜的厌氧菌种，如甲烷菌和硝化菌，这些菌种能够加速废物降解和产生甲烷。

2. 温度调控：适宜的温度能够促进厌氧发酵的进行，一般在35-38摄氏度之间为宜。

3. pH值调控：适宜的pH值可以提供良好的生存环境和代谢条件，一般在6.5-7.5之间为宜。

4. 进料浓度控制：适量的进料浓度可以提高产气效率和产气量，但过高的浓度会抑制甲烷菌的活性，因此需要进行合理的控制。

5. 辅助材料添加：在厌氧消化过程中添加一些辅助材料，如活性炭、硫酸盐等，能够提供良好的反应环境和营养物质，进一步促进产甲烷过程。

三、强化产甲烷技术的应用展望强化产甲烷技术在污水处理厂污泥处理中具有广阔的应用前景。

首先，通过技术优化可以提高产气效率和产气量，增加污泥的资源化利用率，减少环境污染。

其次，强化产甲烷技术可以改善厌氧消化过程中产生的异味和污染物排放，提升环境友好性。

此外，该技术还可以与其他技术相结合，如利用产生的热能进行有机废水预处理、产生的CO2用于促进蔬菜生长等，进一步提高资源循环利用。

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产甲烷菌在厌氧消化中的应用研究进展林代炎1,林新坚2,杨　菁1,叶美锋1(1.福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建　福州　350003;2.福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建　福州　350013)收稿日期:2007-07-26初稿;2007-12-21修改稿作者简介:林代炎(1963-),男,研究员,主要从事有机废弃物农业资源化利用研究(E 2mail :lindaiyan @1261com )。

基金项目:福建省环保专项基金(1576);福建省财政专项(STIF -Y01)摘　要:简述了产甲烷菌研究史,分析了厌氧消化领域研究进展以及产甲烷菌代谢机理和生理生化特征的关系。

关键词:厌氧消化;产甲烷菌;厌氧反应器中图分类号:X 703文献标识码:AAdvance in utilization of methanobacteria for anaerobic digestion studiesL IN Dai 2yan 1,L IN Xin 2jian 2,YAN G Jing 1,YE Mei 2feng 1(1.A ricultural Engi neering I nstit ute ,Fuj ian A cadem y of A g ricultural S ciences ,Fuz hou ,Fuj ian 350003,China;2.S oil and Fertilizer I nstitute ,Fuj ian A cadem y of A g riculturalSciences ,Fuz hou ,Fuj ian 350013,China )Abstract :This article briefly introduces the progress in using methanobacteria for anaerobic digestion studies.It al 2so analyzes the relationship between the research development in anaerobic digestion and the metabolic mechanism and the physiological and biochemical characteristics of methanobacteria.K ey w ords :anaerobic digestion ;methanogens bacteria ;anaerobic reactor 随着人们认识到厌氧发酵技术在污水处理及生产沼气能源等方面的突出优势,对产甲烷菌在厌氧消化中的研究也越来越重视。

厌氧发酵是极为复杂的生物过程,在参与反应的众多微生物中,产甲烷菌的优劣、密度以及它的生长环境条件是影响厌氧消化效率和甲烷产量的重要因素,因此,对产甲烷菌的代谢机理及生理生化特征,以及在厌氧消化过程中为产甲烷菌创造有利环境条件方面的研究成为该领域的重点。

本文简述了产甲烷菌的研究历史,并分析了厌氧消化系统应用领域研究的快速发展与产甲烷菌代谢机理、生理生化特征研究进展的密切关系,望能为产甲烷菌在污水处理工程中发挥更大作用提供参考。

1　产甲烷菌研究历史产甲烷菌的研究开始于1899年,当时俄国的微生物学家奥姆良斯基将厌氧分解纤维素的微生物分为两类,一类是产氢的细菌,后来称为产氢、产乙酸菌,另一类是产甲烷菌,后来称奥氏甲烷杆菌(Met hanobacill us omel auskii )。

由于研究条件的限制,1950年,Hungate 创造了无氧分离技术才使产甲烷菌的研究得到了迅速的发展[1-2]。

由于产甲烷菌是严格的厌氧菌,对其研究需要较高的技术手段,据《伯杰细菌鉴定手册》第8版记载,到20世纪70年代中期,产甲烷菌只有1个科(甲烷杆菌科),分3个属、9个种。

随着研究手段的发展以及人们对产甲烷菌的关注,据杨秀山等1991年报道,美国奥斯冈(Oregon )产甲烷菌保藏中心当时收藏的产甲烷菌有215株分属于3目、6科、55种,可能是当时最完备的目录[3]。

从系统发育来看,到目前为止,产甲烷菌分成5个目,分别为甲烷杆菌目(Met hanohacteri ales )、甲烷球菌目(Met hanococcales )、甲烷八叠球菌目(M et hano 2sarci nales )、甲烷微菌目(M et hanomicrobi ales )和甲烷超高温菌目(Met hanop y rales )[4],分离鉴定的产甲烷菌已有200多种[5]。

在产甲烷菌分类方面,随着分子生物学的发展,人们利用不同物种间small 2subunit ribosomal RNA 的同源性进行分类取得了较为满意的结果;1996年伊利诺伊大学完成了第1个产甲烷菌福建农业学报23(1):106～110,2008Fuj ian J ournal of A g ricultural Sciences文章编号:1008-0384(2008)01-0106-05本页已使用福昕阅读器进行编辑。

Met hanococcus j annaschii 的基因组测序,迄今为止已有4个目的5种产甲烷菌完成基因组测序[5]。

在产甲烷菌代谢方面,已明确它是自养型微生物,能利用环境中的化学能,并发现甲烷生物合成过程的3种途径[1];在产甲烷菌必需营养方面,发现产甲烷菌不仅需C 、N 、P 等营养元素,同时,还需要矿物质营养元素,如K +、Na +、Ca 2+、Co 2+、Cl -、Fe 2+、Fe 3+等[5],同时,已对产甲烷菌的生理生化特征进行深入研究,明确了它合适的生长环境条件,为工程应用提供了依据。

在Hungate [1]分离培养纯化产甲烷菌的技术出现之后,许多微生物学家、生物化学家、污水处理专家从产甲烷菌的形状、结构、生理、生化等多方面进行了研究,从而为厌氧消化技术用于处理污水、回收能源等方面提供了坚实的理论基础。

2　产甲烷菌的代谢机理及生理生化特征其中以;以-7];以甲基化合物为原料的甲烷生物合成不足10%。

甲烷生物合成过程中,甲烷的形成伴随着细胞膜内外化学梯度的形成,这种化学梯度驱动A TP 酶产生细胞内能量通货———A TP 。

一般1种产甲烷菌只具有1种甲烷合成途径,而多细胞结构的甲烷八叠球菌同时含有3种甲烷合成途径,且至少可以利用9种甲烷合成的底物[2]。

产甲烷菌只能利用简单的小分子物质,世代时间相对较长[8]。

产甲烷菌与其他任何细菌相区别的主要特征在于产甲烷菌的代谢产物都是甲烷、二氧化碳和水,且其中有7种辅酶因子与所有微生物及动植物都不同,细胞壁没有D 2氨基酸,胞壁酸的独特结构也与其他细菌有很大区别[9-10]。

这些特征为产甲烷菌的鉴定及分类提供了有效的依据。

对产甲烷菌生物生化特征的研究,明确了产甲烷菌生长环境对环境条件的要求。

产甲烷菌都是专性严格厌氧菌,对氧非常敏感,遇氧后会立即受到抑制,不能生长繁殖,有的还会死亡[11]。

氧化还原电位是衡量厌氧程度的指标,张无敌认为在高温沼气发酵条件下,适宜的氧化还原电位为-600～-560mV ;中温和自然温度条件下适宜的氧化还原电位为-350～-300mV [12]。

一般认为厌氧消化在5～83℃温度范围内进行,产气量随温度变化并有两个高峰:中温35℃和相对高温55℃[13]。

沼气发酵微生物最适宜的p H 值为615～715,超出这一范围,沼气微生物的代谢将减慢或产甲烷细菌受抑制或死亡。

沼气发酵过程是有机物彻底矿化的微生物厌氧代谢过程,一般对有机物碳、氮、磷要求的比例为75∶5∶1[12]。

3　产甲烷菌在厌氧消化中的应用311　厌氧消化工艺流程研究发现,产甲烷菌在污水中可利用的底物很少,只能利用很简单的物质,如二氧化碳、氢、甲酸、乙酸等,这些简单的物质必须由其他发酵性细菌把复杂有机物分解后提供给产甲烷菌,因此要等到其他细菌都大量生长以后才能生长,而且产甲烷菌的世代时间相对较长[8],因此,提出厌氧消化的两阶段理论。

Chosh 于20世纪70年代在厌氧消化的两阶段理论基础上,提出两相生物系统(Two 2p hase Biosystem ,或称两相厌氧消化系统),并开展相关研究认为,在稳态条件下,两相厌氧工艺比一相厌氧工艺在处理效率、处理能力及运行稳定性等方面优越。

一方面是由于相分离为不同的微生物提供了各自适宜的生存条件,另一方面,独立控制的产酸相也起到了预处理和缓冲负荷及水质波动的作用[14-16]。

在不同的研究中,产酸相的酸化特征作为衡量产酸相运行状态的参数受到学者们的重视。

因此,目前在厌氧消化工艺中,为了提高厌氧消化系统的酸化效果,都将酸化调节池与厌氧消化池分开。

管运涛等在传统的两相厌氧生物反应器的产酸相和产甲烷相之间加入了膜分离单元,认为能有效提高污水有机物的酸化率,并提高系统的产气率和产甲烷反应器比产甲烷率[17-19]。

此外,产甲烷菌能够吸收环境中的硫酸根,通过一系列的酶代谢最终形成硫化氢[2]。

因此在收集与利用之前,还必须对甲烷进行脱硫处理,以免产生SO 2等不良气体,造成环境污染。

312　厌氧反应器设计原理厌氧消化是极为复杂的生物过程,在参与反应的众多微生物中,产甲烷菌的优劣和密度是影响厌氧消化率及甲烷产量的重要因素,因此,减少产甲烷菌的流失及为产甲烷菌创造合适的生长环境,以提高产甲烷菌密度,成了厌氧反应器的设计目标。

不同产甲烷菌在合成甲烷时,利用的底物不同,如嗜热甲酸甲烷杆菌,能利用H 2/CO 2和甲酸盐合成甲烷,不能利用乙酸盐、二甲胺和甲醇产甲烷[20-21]。

目前所知,只有甲烷丝菌和甲烷八叠球701第1期林代炎等:产甲烷菌在厌氧消化中应用研究进展本页已使用福昕阅读器进行编辑。

菌能裂解乙酸产生甲烷[22],而在有机物厌氧消化的甲烷化作用下,70%以上的甲烷来自乙酸的裂解[6-7]。

因此,人们认为甲烷丝菌和甲烷八叠球菌在厌氧消化产甲烷系统中起着极其重要的作用,并认为前者具有低的底物生长率(即高的底物亲和性),后者具有高的底物生长率(即低的底物亲和性)[7,23],李亚新等研究认为甲烷八叠球菌对基质代谢能力强,当乙酸浓度大于300mg・L-1时,对基质的利用速率是甲烷丝菌的3～5倍[24]。

杨秀山等研究发现,甲烷八叠球菌以3种形式存在于消化器内。

1种是在具滤膜或填充物的消化器内以多细胞沉聚在一起;第2种是以大小不等的包囊存在于絮状污泥中与甲烷丝菌混在一起或附着在颗粒污泥上;第3种是以颗粒状保留在消化器内。

人们为提高厌氧反应器内产甲烷菌密度,在消化器内填加附着物(如A F),使消化器中的生物量形成较大的絮状污泥和进一步使生物量形成颗粒污泥,以保留甲烷八叠球菌于消化器内[25];采用三相分离器,借助颗粒污泥重力沉降作用,保留活性污泥的数量(如UASB);内循环厌氧反应器[26],一方面提高了消化器高度,提高污泥沉降分层效果,并在消化器内自下而上利用三相分离器,分成第一反应室和第二反应室,使颗粒污泥中甲烷八叠球菌在底层第一反应室新进的高乙酸浓度污水中得到积累,使絮状污泥中甲烷丝菌在中层第二反应室由第一反应室处理后的低乙酸浓度污水中得到积累。