[發(fā)明專利]一種自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑的馴化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611127327.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN106701617B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李穎;孫永明;袁振宏;孔曉英;李連華;王忠銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12N1/36;C12P5/02
• 代理公司: 44001 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔣歡妹;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑的馴化方法，該方法以沼氣發(fā)酵液的胞外聚合物為接種物，以丙酸為碳源，該方法包括以下步驟：取分泌胞外聚合物的沼氣發(fā)酵液，分離得到胞外聚合物接種到丙酸產(chǎn)甲烷的選擇性培養(yǎng)基中，放入?yún)捬跗繐u床中37℃進(jìn)行培養(yǎng)3?4周直至培養(yǎng)基中出現(xiàn)球團(tuán)狀的微生物凝集體；再取菌團(tuán)加入新鮮的培養(yǎng)基，培養(yǎng)7?10天馴化得到的自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌團(tuán)。得到的自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑1周內(nèi)可降解95％的3.0g/L的丙酸，其產(chǎn)氣率為理論產(chǎn)量的70％，丙酸及乙酸的利用率大于90％，可用于因丙酸積累導(dǎo)致的產(chǎn)氣下降或酸敗發(fā)酵體系，促進(jìn)丙酸降解及其降解產(chǎn)物產(chǎn)甲烷，提高沼氣發(fā)酵性能。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑的馴化方法。

背景技術(shù)：

在能源短缺及環(huán)境污染的雙重壓力下，既能處理廢棄物又能產(chǎn)生可再生能源的沼氣產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展，從小規(guī)模的戶用沼氣走向了規(guī)模化生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)沼氣用戶約4300萬戶，全國(guó)規(guī)模化沼氣工程約10萬處，然而，多數(shù)沼氣池由于無法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行而處于閑置狀態(tài)，大部分沼氣工程至今無法盈利。由揮發(fā)性有機(jī)酸累積導(dǎo)致的酸抑制問題是制約沼氣發(fā)酵穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性的因素之一。酸抑制或酸敗現(xiàn)象在餐廚垃圾、農(nóng)林廢棄物、城市有機(jī)垃圾、能源作物等為原料的厭氧發(fā)酵過程中常發(fā)生。酸抑制是由于厭氧發(fā)酵系統(tǒng)上游產(chǎn)酸過程與下游產(chǎn)甲烷過程失衡，中間產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸累積(主要是丙酸，乙酸)，致使發(fā)酵系統(tǒng)pH降低，抑制了產(chǎn)甲烷菌的活性，最終導(dǎo)致發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)氣能力下降或者發(fā)生酸敗。通常的解決方法是宏觀上優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，如投加堿調(diào)節(jié)pH，或者降低有機(jī)負(fù)荷和發(fā)酵濃度，使發(fā)酵在相對(duì)較低的發(fā)酵濃度下運(yùn)行，這就限制了發(fā)酵效率。隨著生物強(qiáng)化技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用，研究人員開始嘗試將其應(yīng)用到沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中，即人為的添加特定功能的微生物來應(yīng)對(duì)酸抑制，提高發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高發(fā)酵濃度，或恢復(fù)酸敗系統(tǒng)產(chǎn)氣。

雖然，已有關(guān)于生物強(qiáng)化技術(shù)緩解酸抑制的報(bào)道，但是投加功能菌的多為購(gòu)買的純培養(yǎng)的針對(duì)丙酸降解的互營(yíng)丙酸氧化細(xì)菌，或針對(duì)乙酸產(chǎn)甲烷過程的產(chǎn)甲烷古菌，亦或是人為地將幾種微生物進(jìn)行組合制成復(fù)合微生物菌劑。這些菌劑的制備技術(shù)存在以下問題：第一，純培養(yǎng)的微生物丙酸氧化細(xì)菌或產(chǎn)甲烷菌作為外源投加的菌種很難適應(yīng)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中的復(fù)雜環(huán)境條件，如低pH，高氨氮濃度等；第二，單一類型的微生物作為生物強(qiáng)化菌劑投加到厭氧發(fā)酵體系后很難抵抗土著微生物的競(jìng)爭(zhēng)并長(zhǎng)期地保持生物持有量以發(fā)揮強(qiáng)化作用。因此，為獲得生物活性穩(wěn)定且高效降解丙酸的生物強(qiáng)化菌劑，有必要提供一種有效的馴化方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑的馴化方法，得到的自凝集丙酸產(chǎn)甲烷菌劑具有耐沖擊性強(qiáng)，生物強(qiáng)化作用穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，還具有凝集聚團(tuán)的能力，可在生長(zhǎng)環(huán)境不利的條件下保護(hù)菌團(tuán)內(nèi)部菌體并維持活性，用于提高沼氣發(fā)酵性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：