[发明专利]一种自凝集丙酸产甲烷菌剂的驯化方法

说明书

本发明公开了一种自凝集丙酸产甲烷菌剂的驯化方法，该方法以沼气发酵液的胞外聚合物为接种物，以丙酸为碳源，该方法包括以下步骤：取分泌胞外聚合物的沼气发酵液，分离得到胞外聚合物接种到丙酸产甲烷的选择性培养基中，放入厌氧瓶摇床中37℃进行培养3‑4周直至培养基中出现球团状的微生物凝集体；再取菌团加入新鲜的培养基，培养7‑10天驯化得到的自凝集丙酸产甲烷菌团。得到的自凝集丙酸产甲烷菌剂1周内可降解95％的3.0g/L的丙酸，其产气率为理论产量的70％，丙酸及乙酸的利用率大于90％，可用于因丙酸积累导致的产气下降或酸败发酵体系，促进丙酸降解及其降解产物产甲烷，提高沼气发酵性能。

技术领域：

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种自凝集丙酸产甲烷菌剂的驯化方法。

背景技术：

在能源短缺及环境污染的双重压力下，既能处理废弃物又能产生可再生能源的沼气产业得到了较快发展，从小规模的户用沼气走向了规模化生产。据统计，全国沼气用户约4300万户，全国规模化沼气工程约10万处，然而，多数沼气池由于无法长期稳定运行而处于闲置状态，大部分沼气工程至今无法盈利。由挥发性有机酸累积导致的酸抑制问题是制约沼气发酵稳定性及经济性的因素之一。酸抑制或酸败现象在餐厨垃圾、农林废弃物、城市有机垃圾、能源作物等为原料的厌氧发酵过程中常发生。酸抑制是由于厌氧发酵系统上游产酸过程与下游产甲烷过程失衡，中间产物挥发性脂肪酸累积(主要是丙酸，乙酸)，致使发酵系统pH降低，抑制了产甲烷菌的活性，最终导致发酵系统产气能力下降或者发生酸败。通常的解决方法是宏观上优化运行参数，如投加碱调节pH，或者降低有机负荷和发酵浓度，使发酵在相对较低的发酵浓度下运行，这就限制了发酵效率。随着生物强化技术在废水处理领域的应用，研究人员开始尝试将其应用到沼气发酵系统中，即人为的添加特定功能的微生物来应对酸抑制，提高发酵系统的稳定性，提高发酵浓度，或恢复酸败系统产气。

虽然，已有关于生物强化技术缓解酸抑制的报道，但是投加功能菌的多为购买的纯培养的针对丙酸降解的互营丙酸氧化细菌，或针对乙酸产甲烷过程的产甲烷古菌，亦或是人为地将几种微生物进行组合制成复合微生物菌剂。这些菌剂的制备技术存在以下问题：第一，纯培养的微生物丙酸氧化细菌或产甲烷菌作为外源投加的菌种很难适应厌氧发酵系统中的复杂环境条件，如低pH，高氨氮浓度等；第二，单一类型的微生物作为生物强化菌剂投加到厌氧发酵体系后很难抵抗土著微生物的竞争并长期地保持生物持有量以发挥强化作用。因此，为获得生物活性稳定且高效降解丙酸的生物强化菌剂，有必要提供一种有效的驯化方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种自凝集丙酸产甲烷菌剂的驯化方法，得到的自凝集丙酸产甲烷菌剂具有耐冲击性强，生物强化作用稳定性高等优点，还具有凝集聚团的能力，可在生长环境不利的条件下保护菌团内部菌体并维持活性，用于提高沼气发酵性能。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：