[发明专利]高效复合沼气发酵催化剂

说明书

本发明涉及一种高效复合沼气发酵催化剂，包括复合菌剂，以及添加在复合菌剂中的酶激活剂、还原性盐。本发明发酵催化剂中的复合菌剂产生沼气发酵对应阶段的酶，包括纤维素酶和淀粉酶，这些酶通过酶激活剂提高酶活性，有效提高沼气池中各原料的分解利用效率，复合菌剂中的酵母菌和醋酸菌增加重要中间代谢产物乙酸的积累，发酵催化剂中的还原性盐降低产沼气体系氧化还原电位、减少溶解氧，对产甲烷菌提供严格厌氧环境条件，利于产甲烷菌高效产甲烷，有效提高沼气池的沼气产量。

技术领域

本发明涉及沼气发酵领域，特别涉及一种高效复合沼气发酵催化剂。

背景技术

沼气发酵是以各种有机质为原料，通过微生物的一系列复杂发酵作用最终生成沼气的过程。

沼气厌氧发酵过程是一个由多种微生物结合、交替相互作用的复杂生化反应过程，产甲烷菌和不产甲烷菌之间相互制约，又相互依赖。

沼气发酵过程具有以下三个阶段：

第一阶段

液化阶段，微生物（纤维素分解菌、蛋白质水解菌等）通过胞外酶的作用使固体有机物质转化成可溶性的有机物质。

第二阶段

产酸阶段，可溶性物质在胞内酶的作用下继续分解转化成低分子物质，如甲醇、乙醇、甲酸、乙酸等，同时部分释放出氢和二氧化碳。在第二阶段中，主要产物是乙酸，占70%以上。

第三阶段

产甲烷阶段，在这个阶段中严格厌氧的产甲烷细菌把产酸阶段的小分子化合物通过一步或几步的还原作用，最终形成甲烷和二氧化碳，得到沼气。

为了提高沼气原料的降解效率和沼气产量，目前主要是通过添加辅助剂，通过提高各阶段微生物的产酶、分解转换效率，以达到提高沼气原料的降解效率和沼气产量的目的。然而，这些方案仅针对沼气发酵的第一阶段、第二阶段，即，提高对发酵原料的利用效率，如此虽能促进产酸，对产甲烷菌提供充足原料，但没有提高产甲烷菌对这些产酸阶段生成的小分子化合物的转化利用效率，也没有针对三个主要阶段的总体协同促进措施方案。因此，目前沼气发酵技术仍然具有进一步提升的空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高效复合沼气发酵催化剂，发酵催化剂中的复合菌剂产生沼气发酵对应阶段的酶，包括纤维素酶和淀粉酶，这些酶通过酶激活剂提高酶活性，有效提高沼气池中各原料的分解利用效率，复合菌剂中的酵母菌和醋酸菌增加重要中间代谢产物乙酸的积累，发酵催化剂中的还原性盐降低产沼气体系氧化还原电位、减少溶解氧，对产甲烷菌提供严格厌氧环境条件，利于产甲烷菌高效产甲烷，有效提高沼气池的沼气产量。

本发明的技术方案是：一种高效复合沼气发酵催化剂，包括复合菌剂，以及添加在复合菌剂中的酶激活剂、还原性盐，

所述复合菌剂由低温产纤维素酶菌液、常温产纤维素酶菌液、常温产淀粉酶菌液、常温醋酸菌液、常温酵母菌液按体积比1-1.5：1：1：1：1混合制得，各菌液的菌体浓度均为1x10⁹cfu/ml；

添加在复合菌剂中的所述酶激活剂包括纤维素酶激活剂、产甲烷相关酶激活剂，所述纤维素酶激活剂由硝酸钾、氯化锌、硝酸钙组成，所述产甲烷相关酶激活剂由氯化锰、硝酸钴、硫酸镍组成；

所述还原性盐由硫酸亚铁、亚硫酸钠、硝酸铵、硫化钠组成。

所述低温产纤维素酶菌为假单孢菌。

所述常温产纤维素酶菌为枯草芽孢杆菌枯草亚种。

所述常温产淀粉酶菌为枯草芽胞杆菌。

所述常温醋酸菌为巴氏醋杆菌。

所述常温酵母菌为酿酒酵母。