[发明专利]一种产甲烷复合菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产甲烷复合菌剂及其制备方法，产甲烷复合菌剂主要用于新建沼气池 的启动剂和缺少产甲烷菌的沼气池，可加快新建沼气池产沼气的启动，提高产气量。

背景技术

目前，据相关文献报导，沼气发酵启动的接种物主要是老沼气池的发酵液、阴沟污泥、 池塘污泥、老粪坑污泥等，其中含有大量的产甲烷菌。在大力推广沼气的过程中，普遍存 在的一个突出老大难问题是产沼气初始启动时间长，特别是新建沼气池的地方，尤其在北 方，很难找到适合的阴沟污泥、塘泥等作为产沼气的接种物，靠自然培养需2-3个月的时 间，导致产沼气启动时间长。接种物的数量和质量对厌氧消化产甲烷阶段的运行效果和稳 定产气非常重要，如果接种物的量少微生物数量不够，尤其是产甲烷菌少，容易使发酵启 动时间增长，产甲烷的速度慢，同时容易造成酸的积累，从而使沼气发酵失败。沼气的产 生是一种厌氧发酵过程，甲烷菌作为沼气生产过程中的一类重要的菌群，其研究受到广泛 的重视。产甲烷菌是一类能够将无机(H₂/CO₂)或低碳有机物(如甲酸、乙酸等)厌氧 发酵转化成甲烷和二氧化碳的古细菌，是厌氧消化产生沼气过程的最后一个成员。甲烷菌 作为沼气发酵过程中的关键菌群，其生长代谢状况直接影响到甲烷产生的效率。为此，在 《产甲烷细菌及研究方法》一书(赵一章主编，成都科技大学出版社，1997年9月出版， 第182、184、193-195页)中，分别对产甲烷菌的分类学、生态学、生理学、生物化学、 显微形态学、分子遗传学、产甲烷菌的研究方法，以及极端环境下的厌氧细菌等都进行了 详细阐述，并对现有产甲烷菌的代表种进行了介绍。这些代表种中有的生长及其产甲烷的 温度范围和pH范围比较宽，各种菌产甲烷时利用的底物也不同。但由于产甲烷菌生长慢， 繁殖时代长，而且属于严格的厌氧菌，我国产甲烷菌株的分离技术及其设备比较落后，高 效优质菌株保藏较少，所以一般情况下采用普通的方法很难分离到单株且高效的产甲烷 菌。

沼气中的主要成分是甲烷，其生成受到多种环境条件的影响，pH值便是影响此厌氧 发酵过程的一个重要因素之一。沼气池中的发酵底物多样，这些底物可被沼气池中的厌氧 菌群代谢为甲烷菌利用的甲酸、乙酸、甲胺、H₂/CO₂等多种产物，但沼气池中的甲烷菌 种类较为单一，致使产沼气启动较慢或产气量较低。此外，大多数甲烷菌适应的温度范围 较窄，温度的变化影响了产沼气量和启动时间。

利用有机物产沼气其原料来源比较多，主要是一些大分子的有机物，其分解的快慢也 影响到沼气的产率。有机物在厌氧微生物的作用下转化为沼气过程主要有水解阶段、酸化 阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，这四个阶段分别由不同的微生物或其产生的酶来完 成。为了加快有机物的分解率(水解和酸化)，提高沼气产率，加入分解有机物的微生物 或酶于沼气池中。例如专利公开号为CN101372666A的“一种沼气池用复合微生物菌剂 及其制备方法”中，公开了一种利用好氧和兼氧菌：荧光假单胞杆菌、蜡质芽胞杆菌、枯 草芽胞杆菌、环状芽胞杆菌的发酵液制备成的复合微生物菌剂，将其加入沼气池中，以达 到加快有机物的分解率(水解和酸化)促进沼气池的产气量和加快产气速度。专利公告号 为CN100513562C的“用于提高沼气发酵产气率的混合水解酶制剂的制备方法“中，利 用好氧细菌和真菌进行固体培养法制备成酶制剂。该酶制剂加入沼气池中也是加快有机物 的分解率(水解和酸化)提高沼气产率。上述复合微生物菌剂或酶制剂加入沼气池中的时 机，只有在沼气池正常产沼气情况下才能加入；如果产沼气不正常情况下或pH偏低情况 下加入，有机物分解(水解和酸化)快，产甲烷阶段利用甲酸、乙酸等底物的产甲烷数量 不足，水解和酸化阶段产生的酸会大量积累而造成酸化现象，导致产气少甚至不产气。如 果在启动时加入，首先要有质量好而且量较多的接种物，否则有机物分解(水解和酸化) 快，产甲烷数量不足也会造成酸化现象，会导致产沼气启动失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种产甲烷复合菌剂及其制备方法，它解决了现有沼气池缺少高 效的产甲烷菌，导致产沼气初始启动时间长，产气稳定性差的老大难问题，该方法设计合 理，采用优化组合的高效菌株、快速繁殖的技术，研制出的高效产甲烷复合菌剂可以显著 加快新建沼气池和大换料时的产沼气的启动时间，提高沼气池的产气效率和产气稳定性。