外源促进剂强化低温厌氧产甲烷的研究进展

外源促进剂强化低温厌氧产甲烷的研究进展
向　韬
（沈阳建筑大学，辽宁　沈阳　１１０１６８）
摘要：沼气作为一种新型能源，具有绿色无污染成本低等特点。

但是在我国北方地区，低温环境使得沼气产量明显降低。

这极大限制了沼气的实际应用，本文从水解酶、微量元素等多种外源促进剂对于低温厌氧产甲烷的强化研究进行了综述。

关键词：沼气；低温；外源促进剂
沼气是我国农村目前应用较早、范围较广并且最有发展前景的生物质可再生能源。

我国生物质资源丰富，能源利用潜力很大。

近年来，国家积极并大力发展沼气工程建设，并凸显出显著的生态、环保、经济、能源效益［１－２］。

但是，在我国东北地区，冬季气候寒冷且时间漫长，抑制了产甲烷菌的代谢能力，这严重制约了沼气能源的进一步推广［３－４］。

近年来已有学者针对低温厌氧发酵进行了研究，并取得不少成果［５－６］。

总体来看，低温厌氧发酵的研究主要在于嗜冷菌株的纯化分离和发酵强化两方面。

由于前者的操作难度较大，多集中于小试研究，应用难度较大。

因此，通过工艺条件和外源促进剂来强化低温发酵是解决此问题的良好途径。

１．研究进展
1.1水解酶和纤维素酶
在沼气发酵系统中加入各种水解酶或纤维素酶可有效提高产气量，吕淑霞和陈祖洁［７］的研究表明：通过添加少量的固体纤维素酶或液体纤维素酶都可明显提高产气量，后者比前者提高的产气量要多３０％以上。

Ｊａｍｅｓ　Ｄｉａｋ［８］等人添加酶用来刺激微生物种群的活力，厌氧水解和消化速率也明显提高。

1.2微量元素
有大量研究表明，添加一定的微量元素能够提升沼气产量并强化相应菌群的代谢能力，从而提高产气量。

Ｇｅｅｔａ［９］等人的研究表明，加入２．５ｍｇ．Ｌ－１　的Ｎｉ＋　能将产气量提升５０％以上。

陈朝猛［１０］等人通过投加铁、钴、镍与空白组对比得到产气量增加了４３．４％，　ＣＯＤ去除率提高了１０．２％左右。

1.3螯合剂
螯合剂的添加不仅能使得一些微量元素更易于被微生物所利用，也提供了部分微生物生长所需碳源。

这些都使得产甲烷菌群的活性能够被更好地发挥，螯合剂种类众多包括柠檬酸（ＣＡ）　，氨三乙酸（ＮＴＡ），乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）等，它们能不同程度的提高产气量。

胡庆昊［１２］等人从考察研究了氨三乙酸（ＮＴＡ）在中温厌氧发酵提高甲烷含量的动力学原因，以期对　ＮＴＡ促进厌氧发酵产甲烷提供数据支持。

1.4其他促进方式
目前，国内外已有针对微生物刺激物的研究。

这些刺激物能够加快微生物细胞内的代谢进程，使得底物能够更好地为细菌所利用，微生物活性的提高相应带来了产气量的提升。

Ｓｉｎｇｈ［１１］等人对微生物刺激物ＡｑｕａｓａｎＲ和ＴｅｒｅｓａｎＲ进行研究，发现单独或者同时加入少量刺激物均能提高沼气产量。

提高量在３０％－４０％之间。

结论：纵观国内外大量研究，外源促进剂的添加能够促进厌氧
发酵系统中微生物的代谢能力，在低温环境下底物能够更好的
为产甲烷菌所利用，可以提高厌氧发酵各个阶段的反应速率，
在一定程度上缓解了低温对于系统的抑制作用，总产气量和气
体中的甲烷含量都能够得到明显提升。

目前看来，大多数研究
主要集中在外源促进剂的不同种类和不同投加量对厌氧发酵
系统的影响和产气效能的变化等方面，而对于促进剂添加后，
整个系统中产气效能的具体机制和原理性方面的研究并不多，
这也是今后研究的主要方向。

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作者简介：向韬（1990—），男，苗族，重庆人，沈阳建筑大学研究生，研究方向：水污染治理研究。

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