[發明專利]一種適用于低溫沼氣發酵的復合微生物菌劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110413022.7
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102433262A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 馮蕾;楊新平;陳競;馬彩雯;史慧鋒;秦新政;唐嫻
• 申請（專利權）人: 新疆農業科學院微生物應用研究所
• 主分類號: C12N1/00
• 分類號: C12N1/00;C12N1/20;C12P5/02;C02F11/04;C12R1/01;C12R1/02;C12R1/38
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技術領域

本發明涉及農業微生物技術領域，具體說，涉及一種用于低溫條件下產沼氣并且能提高以牛羊糞及秸稈為原料的復合菌劑及其制備的技術領域。

背景技術

在可持續發展的理念下，我國政府把節能減排作為主攻方向，農村高度關注“三農”及“生態富民工程”建設。農村沼氣已成為農村生態家園建設、社會主義新農村建設、實現農業資源循環利用和節能減排的重要紐帶，與整個農村社會的經濟發展有著密切的聯系。

沼氣是屬于地面生物質能源，一般含甲烷(CH₄)60％-70％，二氧化碳(CO₂)25％-40％，H₂S、N₂、CO、H₂等約占5％，主要是通過細菌發酵使植物秸稈和牲畜糞便的有機物還原成氣體。沼氣無色、無臭、無味，沼氣在完全燃燒時火焰呈藍色，溫度可達1400-2000℃，并放出大量的熱。燃燒后的產物是二氧化碳和水蒸氣，不會產生嚴重污染環境的氣體。1m³沼氣的熱值約18017KJ-25140KJ，相當于1kg原煤或0.74kg標準煤，是一種優質的氣體燃料。沼氣熱效率比較穩定，使用方便，其技術經濟性僅次于液化石油氣。

沼氣的制備主要是通過細菌發酵使植物秸稈和牲畜糞便的有機物還原成氣體的厭氧發酵過程。在沼氣制備過程中，厭氧消化過程是一個多菌群相互交替作用的復雜過程，參與代謝的微生物菌群也相當復雜，有水解性細菌、還原乙酸細菌、產甲烷菌等等。在一個能夠正常進行發酵的沼氣池中，不產甲烷菌對有機物分解利用的速度決定了產甲烷菌產甲烷的速度，為了進一步提高沼氣產量，重要的不是產甲烷菌的繼續富集，而是提高不產甲烷菌對有機物的水解速度。在水解細菌所產生的各種水解酶作用下，使大分子的蛋白質、脂肪、纖維素、淀粉水解為水溶性的酸、醇、糖等小分子化合物以及少量H₂和CO₂，然后進一步發酵形成乙酸鹽等，為甲烷菌提供充足的營養物質，甲烷菌完成正常代謝后產出甲烷氣體。因此，在酸化調節過程中，為了提高底物中有機物的降解效果，更好地為產甲烷菌提供甲烷合成底物，可添加微生物、酶、營養物質、代謝促進物、吸附劑、螯合劑等促進劑以提高沼氣產量。

但由于目前我國大面積推廣的戶用沼氣池幾乎全部采用的是常溫發酵模式，沼氣池的產氣情況受溫度變化的影響很大，而北方地區冬季普遍寒冷漫長，沼氣的生產存在產氣率低、使用率低、原料分解率低、沼氣使用綜合效益差等問題，甚至在冬季會出現凍裂沼氣池。有些地區冬季基本不產氣，沼氣池利用率50％，原料分解不到30％，沼氣使用每年只有3個月。尤其在農牧區以羊糞為主的沼氣發酵存在原料上浮、結殼及產氣率低的問題。這種狀況在一定程度上限制了北方地區沼氣的發展。使北方沼氣的普及和應用落后于南方地區，為此，在北方寒冷地區如何合理開發利用沼氣是一個亟待解決的問題。

目前國內的戶用沼氣池一般是采取一些可提高產用沼氣池冬季產氣率和發揮綜合效益的越冬保溫增溫措施，主要包括：

一是日光溫室、養豬暖舍、廁所、沼氣池“四位一體”模式；二是北方一般采用挖防寒溝，溝內填發酵物的方式對農村戶用沼氣池進行保溫；三是調節發酵原料配比，改善微生物的食料結構；四是在使用管理方面做到勤出料、勤進料，每次進出料量要少，進料要適當添加一些熱性原料，如經過漚制的作物秸稈、牛糞、馬糞等，以提高發酵物濃度，采取以料補溫的方法對沼氣池料液升溫。這些措施雖有一些效果，但仍難以滿足需要，難以實現戶用沼氣池冬季正常產氣。

今后通過為沼氣池提供水解微生物的優勢菌群，改善不產甲烷菌的代謝功能，是提高有機物分解利用率和沼氣產量的一項重要措施。