白菜渣汁混合高温厌氧发酵产沼气及微生物群落结构研究

为了探究蔬菜渣和蔬菜汁混合后对其厌氧发酵产沼气潜力的影响,并为混合蔬菜渣汁厌氧发酵工程的应用提供合理性的分析与建议.采用批量式的发酵方式,选取白菜渣汁混合物为反应原料,在高温(55±1)℃下,底物质量分数为3％、白菜渣粒径为0.85 mm,其中白菜渣加水的实验组3(白菜渣68.34 g,水331.66 mL接种物的量为120 mL) TS降解率、VS降解率、第2个日产气高峰、最高CH4含量和累积总产气量分别为56.13％、61.06％、525 mL、66.19％和3390 mL,发酵前后pH值分别为7.2和7.6均在产甲烷菌的正常pH范围,结果均优于其他实验组的对应指标.利用100 L的发酵罐对其进行连续搅拌厌氧发酵产沼气的小试放大实验并分析生物群落结构,通过高通量测序发现在纲水平上,古菌主要以甲烷杆菌纲、甲烷微菌纲为主;在属水平上,嗜热弯曲甲烷热杆菌属是反应器中最主要的产甲烷菌(占总菌量的55％～81％),甲烷八叠球菌属是第二主导的产甲烷菌属(占总菌量的16％～42％).在连续搅拌过程中,甲烷主要由甲烷八叠球菌属利用CO2和H2通过还原CO2产甲烷途径和乙酸产甲烷途径产生,即甲烷八叠球菌属对连续搅拌实验组的甲烷产生起主导作用.