微量金属元素添加物对秸秆厌氧发酵制取沼气的试验研究(3)

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甲烷菌和不产甲烷菌的协调合作将会维持着秸秆发酵系统中良好的的酸碱环境。其中沼气发酵的三个主要阶段分别是：液化阶段、产酸阶段、产甲烷阶段，三个阶段依次进行并相互依赖，维持发酵系统的良好状态及保持沼气微生物之间良好的协同作用[10,11]。当沼气发酵处于初期阶段，水解酸化起主要作用；而当沼气发酵系统进入稳定期后，进入产甲烷阶段，此时厌氧发酵系统就会产生系统的动态平衡，从而稳定地开始产生沼气。

2.2 沼气厌氧发酵中微量元素的影响研究背景

对满足一定条件时，微生物提供营养，能正常生长繁殖，实验，和其他各种生命活动。主要概括为三个主要作用，分别是：形成自身的物质结构、提供能量和调节代谢。微生物所需要的基本营养物质有六大类要素,即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源[12]。根据最新的研究，缺乏Fe元素的情况下，城市的污水和污泥厌氧消化的处理中，甲烷菌的活性会受到抑制[13,14]。因为我们对甲烷菌营养需要的认识不足阻碍了对厌氧生物技术的发展和应用。所以在我们的研究中还应注意添加甲烷细菌无机营养需求。虽然在厌氧消化中不必保证甲烷菌需要的每种营养都满足要求，但微量金属元素对甲烷菌的激活作用也应当引起我们的重视[15,16] 。多种金属离子同时存在时,对秸秆厌氧发酵产气效果的影响程度最大的三种金属离子为,Co2+、Cu2+和Mg2+[17,18,19]。此外，Fe 、 Co 、 Ni 的加入能对 NH4+- N 毒性产生明显的拮抗作用。 NH 4+- N 的浓度越高 ,Fe 、 Co 、Ni 对其毒性的拮抗作用越明显[20] 。故在料液发酵过程中，加入一些微量金属元素，使得微生物的繁殖代谢更加旺盛，使得产气所必需的酶的活性有所提高，最终能够大大促进产气量的增加，在各个沼气厌氧发酵瓶中加入各种不同的微量元素，如铜、钴、锰和锌，来研究不同微量元素的添加是否对pH和产气量有所影响。