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微生物厌氧技术对生物工业设备的影响

TIME:2019-08-26   click: 67 次
  微生物依赖性厌氧消化可以将各种有机废水和固体废物转化为清洁能源,如甲烷和氢气。这是环保能源生产的新途径,也是加工工业和农业有机废弃物的重要手段。厌氧消化的核心是微生物种群,因此获得高活性的厌氧消化菌群是有效将有机废物转化为能源物质的重要保证。生物反应器中的厌氧消化菌群具有复杂的组成,通常分为三类,即酸化细菌,产生乙酸氢的细菌和产甲烷菌,其活性受许多因素影响,包括反应器结构、pH值、水力停留时间等,温度是影响厌氧消化菌群的重要因素,这将影响菌群的结构,化学需氧量的消除率,流出物中的悬浮固体和污泥指数以及生物工业污水处理设备的效果。
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  一般来说,厌氧消化在两个温度范围内进行,即在中等温度下进行厌氧消化,在高温下进行厌氧消化。在处理开始时,通常在高温下从自然环境中提取出良好的厌氧细菌。像土壤和河流的沉积物。室温下生物和活性污泥的凳子。在高温富集和培养过程中,逐渐形成稳定的厌氧消化菌群。人们认为,改变作物的温度将为调节植物的结构带来新的选择压力。温度转变越大,这种选择的压力越大,细菌结构的调节程度越大,同时,温度会影响菌群变化的更新速度,并且转换率高。它使植物群更快地取代不适应新温度的菌群。分子生物学的结果发现,高温产甲烷古菌可以在常温厌氧反应器中存在,反之亦然,其生物量取决于培养物的温度。 探讨了高温下厌氧消化过程的温度变化。生物量的影响表明,当连续搅拌反应器的培养温度从55℃升高到65℃时,细菌的生物量将显着降低,而当达到温度时,古菌的生物量将增加。 65.在°C,氢营养型产甲烷古菌具有明显的生物活性。
  温度的变化对厌氧消化菌群的结构和功能有很大的影响。为减少温度对厌氧消化菌群的影响,厌氧生物反应器启动时一般采用梯度加热法。本研究中,厌氧消化组在中温下在37℃下直接转移到50℃,通过连续加入有机糖蜜废水驯化高温厌氧消化细菌,然后研究高温驯化过程中菌群的结构。多样性的特征和功能的变化研究结果表明,在温度急剧变化引起的选择压力下,厌氧发酵菌群的结构和功能发生变化的重要性,这对于改进高温厌氧消化富集方法。
  (1)在37℃下生长的中温厌氧消化产甲烷菌直接转移到50℃的高浓度有机糖蜜废水中,厌氧消化过程能够快速开始产生甲烷,形成温度22天后高稳定。消化氧的产甲烷菌的平均甲烷产生效率为162.5 mL·g-1。稳定产气期间乙酸和丙酸的浓度分别为25.3和145.3 mg·L-1。(2)在高温驯化过程中,植物的结构和多样性发生了显着变化。细菌比古细菌强,逐渐成为以细菌和产甲烷古菌为主要优势菌的高温厌氧消化菌群。
  (3)产甲烷古菌与高温厌氧消化产甲烷菌的总生物量显着下降,活性污泥约7.6×106kg/g。