基于CSTR反应器鸡粪秸秆共消化产甲烷特性及菌群变化研究

作者：李旭; 冯磊^*; 甄箫斐; 宋佳楠; 谷会淞

来源：环境科学学报, 2021, 41(08): 3312-3323.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2021.0036

• 鸡粪
• 秸秆
• 共消化
• 产气特性
• 酶活性
• 菌群变化

基于实际工程通过控制有机负荷对不同配比鸡粪和玉米秸秆(VS比分别为1∶0、5∶2、1∶1)进行联合厌氧消化,分析了不同VS比变化对水解酶活性及微生物动态群落变化的影响,并确定了鸡粪秸秆联合厌氧消化的最优配比.结果表明,当VS比为1∶1时,碳氮比(C/N)为17,此时甲烷日产量峰值为31.46 L,累计产甲烷量为940.96 L,产甲烷效果最好,为最优配比;对比3组实验秸秆表面结构降解情况,C3 (VS比=1∶1)组各水解酶活性均高于C1 (VS比=1∶0)和C2 (VS比=5∶2)组,且Megasphaera和Bacteroides作为纤维素酶主要分泌菌属相对丰度较高,纤维素酶活性峰值达到258.94 U·mL-1,使秸秆中的纤维素和木质素得到有效降解;秸秆含量增加提高了水解细菌多样性,降低了古菌多样性,Lactobacillus属于Bacteroidetes门,由于其具有较好的抗逆性在C2和C3组丰度较高,能够作为水解产酸阶段的优势菌属;C3组产甲烷古菌丰度变化较为稳定,在实验中期以食氢产甲烷菌为主,优势菌属主要有Methanosphaera和Methanobrevibacter,实验后期以食乙酸产甲烷菌为主,优势菌属主要为Methanosaeta、Methanospirillum和Methanoregula.

• 单位
  沈阳航空航天大学; 兰州交通大学