甲烷菌分离纯化和产气效果研究

发布时间：2020-05-11 14:10

【摘要】：沼气是一种由甲烷细菌产生的、以甲烷为主要成分的可燃性气体,大力发展沼气生产,不仅可以提供大量的清洁能源，而且还是农业废弃物资源化利用的一条有效途径。至2011年末,全国各地已分布3996万沼气用户,比例达到农村总户数的23%,超过1.5亿人受益。根据我国农业部近期规划,2016年初,我国农村将有5000-5500万户的户用沼气用户。然而,高效产甲烷气的甲烷细菌分离纯化与适宜发酵条件鉴定,以及甲烷细菌对多元发酵物料的高效产气适宜性,依然是目前国内外沼气事业发展的关键和瓶颈。本文在分离纯化的基础上,重点对甲烷菌发酵环境条件需求和利用不同发酵物料的产气效果进行了研究,以期为所获甲烷菌的应用及其沼气发酵环境控制、发酵物料选择和发酵工艺优化提供科学依据。本研究主要结论如下： 1、供试甲烷菌系兼性厌氧菌和专性厌氧菌混合而成,其中：.兼性厌氧菌由5个杆状细菌菌株组成,主要负责降解高分子有机质(或者说为专性厌氧菌服务)；专性厌氧菌由5个短杆状细菌菌株组成,主要负责降解小分子有机质(或者说释放甲烷气体)。 2、供试甲烷菌中,兼性厌氧菌和专性厌氧菌正常生长对温度、盐度和批pH值的要求范围基本相似,其中：最适宜温度为30-C左右,最适宜盐度为5/1000左右,最适宜pH值7～8。 3、单一物料发酵结果指出,供试甲烷菌利用稻草、水葫芦、空心莲子草、猪粪和酒糟等物料发酵,均有较好的产气效果：但产气量高低均不同程度地受物料比、发酵温度和发酵pH值影响,其中,适宜的物料比为5-6%、发酵温度为35℃左右、发酵pH值7～8。 4、不同物料发酵比较结果指出,在发酵物料比、料液比、发酵温度和发酵pH值相同的条件下,按照供试物料产气量大小排序为：稻草水葫芦空心莲子草猪粪酒糟。这一结果表明,利用水葫芦和空心莲子草发酵产沼气,可成为控制水葫芦和空心莲子草入侵危害的有效途径。
【图文】：

细菌菌株,菌株,适宜性,生理生化特征

从MNMS琼脂培养平板上的不同菌落中，提取上述分离纯化的甲院兼性厌氧细菌株菌体，经稀释、涂片、染色后，于光学显微镜下进行形态观察。图2-1为兼性厌氧细菌菌株显微照相图。从图2-1中看出，兼性厌氧细菌的单个菌株形态，主要有球状和杆状，其中杆状比例占总量的72%，球状比例占总量的28%。图2-1兼性厌氧甲院细菌菌株显微照相图Fig.2 -1 Photomicrography of facultative anaerobic methane bacteria strains本研究根据菌落数量多少和菌株的形态构成等因素，选出7种主要的兼性厌氧细菌菌株，其中还包括两种比较熟悉的光合细菌。2.3.1.3生理生化特征分析本研究主要从底物利用、温度适宜性、盐度适宜性和pH值适宜性四个方面，分析菌株的生理生化特征。其中：底物利用实验，按照细菌的生理生化特性鉴定分析方法，对上述7种主要的兼性厌氧细菌菌株进行底物试验

菌株,最适温度

405(rc、60°C培养箱中进行培养，，在600nm处测定菌液的0D值，每个样品四个重复用来确定其最适温度。图2-2列出了 7个供试菌株在不同温度条件下的OD值。^~菌株1 ~“^菌株2 菌株3 -…X…菌株4—%---菌株5 —?—菌株6 1—菌株70.4 -0.35 -iU%10 20 30 40 50 60温度设置(度）图2-2不同菌株生长温度范围及最适温度比较Fig.2-2 Comparison of different strains on growth temperature range and the most suitabletemperature14
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S216.4

【参考文献】