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本文通过添加乙酸对原始接种物进行梯度耐酸驯化,研究了驯化过程的产气情况以及酶活变化,对驯化接种物和原始接种物进行了pH值和挥发性脂肪酸(VFA)浓度耐受性以及微生物群落结构的比较,探讨了耐酸接种物投加比例对菌糠厌氧干发酵过程中产气情况和沼渣特性的动态影响,为进一步提高厌氧干发酵的稳定性,避免发酵过程中的“酸化”问题提供了一条有效的解决途径。具体研究内容及主要结论如下:(1)乙酸驯化过程中接种物的产气特性及酶活性变化。驯化过程分为四个阶段,pH值分别为7.24,6.74,6.24和6.0。根据驯化阶段每天添加乙酸,调节pH值至目标值并测定产气体积和甲烷浓度,至产气稳定后开始下一pH值梯度。各驯化阶段结束时取样测定脱氢酶、纤维素酶和辅酶F420的活性,以反映驯化过程中不同类群微生物代谢活性的变化。结果表明,驯化各阶段前期,甲烷含量和pH值均有不同程度的下降,但随着接种物对酸压力的适应其值会逐渐升高,驯化最终甲烷含量在57%。脱氢酶活性随着驯化阶段的进行呈先上升后下降趋势。辅酶F420初始活性低,在pH值为7.24的驯化阶段达到最高活性,驯化结束酶活为16.92μmol/L。纤维素酶活性在pH值为6.74的驯化阶段达到最高,驯化后期高浓度乙酸抑制酶分泌,酶活降低至494.11μg G/g。(2)接种物耐受性以及微生物群落结构研究。将驯化后接种物和原始接种物分别进行pH值和VFA浓度耐受性试验,并通过16SrDNA基因测序对其微生物群落结构进行对比。结果表明,驯化后接种物在pH值为5.5和VFA浓度为4250 mgHAc/L下仍然保持良好的产气性能,与原始接种物相比其酸耐受性显著提高。古菌群落分析可以得出,驯化可以提高微生物数量并且使甲烷八叠球菌成为接种物古菌中的优势菌群,而不会影响甲烷袋状菌属和甲烷螺菌属在古菌中的优势地位。甲烷袋状菌属和甲烷螺菌属均不利用乙酸,其在原始接种物中相对丰度较高,说明原始接种物对乙酸的转化能力低。细菌群落结构分析可以得出,驯化后与纤维素降解有关的芽孢梭菌III属(Clostridium III)相对丰度降低,而Peptococcus和Sedimentibacter属相对丰度提高。经过驯化后接种物古细菌和细菌多样性均降低,但是微生物丰度有所提高。(3)耐酸接种物添加比例对菌糠厌氧干发酵产气特性的影响。将驯化和原始接种物按照不同的比例混合后,以菌糠为原料进行厌氧干发酵试验,接种量F/I分别为3和5。结果表明,适当的添加耐酸接种物可以加快发酵初始阶段的甲烷产率和甲烷含量上升速度。在F/I为3和5时,添加75%耐酸接种物的累积产气量和甲烷产量分别比未添加耐酸接种物的处理提高了12.58%、42.79%和21.87%、56.12%。当F/I为5时,未添加耐酸接种物的反应器日甲烷产量达到峰值的时间稍有延滞并迅速下降,出现了明显的酸抑制现象,而添加耐酸接种物可以使产气集中于发酵前半阶段并且避免酸化现象的发生。(4)耐酸接种物添加量对菌糠厌氧干发酵料理化特性的影响。F/I为3的各处理分别在发酵第0、8、20、29和48 d取出反应器终止发酵,出料后对其进行充分混合后分析沼渣特性。从不同发酵时间的物料特性分析可以得出,初始物料VFA/碱度比值随着耐酸接种物投加量的增大而增大,随着发酵的延长,该比值大体呈下降趋势,pH值与其趋势相反。各处理辅酶F420以及纤维素酶活性在发酵过程中的变化趋势无明显差异,其与发酵产气趋势相关。