一种用于沼气发酵的复合菌剂制造技术

一种用于沼气发酵的复合菌剂。它涉及一种微生物发酵菌液的复合制剂。本发明专利技术解决了目前缺少适用于以牛粪为主要原料进行沼气发酵的菌剂及适用于大中型沼气发酵工程的菌剂的问题。该复合菌剂按重量份数比包括８～１５份溶纤维素拟杆菌发酵液、１２～２０份巴氏芽孢梭菌发酵液、３０～４５份黑海甲烷袋状菌发酵液及２０～５０份马氏甲烷八叠球菌发酵液；以上四种菌的发酵液中的有效活菌数均为１０９个／ｍＬ以上。本发明专利技术的复合菌剂针对以牛粪为主要原料的沼气发酵能够有效地提前的产气时间、提高产气量及产甲烷量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物领域，具体涉及一种微生物发酵菌液的复合制剂。技术背景生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量的第四位的能源。沼气在生物质能领域占有很重要地位，而沼气发酵技术也是生物质能转化中最重要的技术之一。沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体(沼气)的过程。可用于沼气发酵的有机物通常有农作物秸杆、杂草、动物粪便、食物残渣、纸浆、市政垃圾及工农业有机废水等。因此，沼气发酵技术在能够为我们提供清洁能源的同时，更有利于环境的保护。目前，沼气发酵存在着初次发酵启动时间慢、产气量低等问题。其主要原因之一是传统的沼气发酵技术所利用的菌种是自然界中自然存在的菌群，其产气能力通常较低、产气时间较晚。为此，人们开始寻找产气时间早、产气能力高的菌种并进行多菌种的优化组合。专利号为200810140400. 7 “一种沼气池用复合微生物菌剂及其制备方法”的中国专利公开了一种将荧光假单胞杆菌、蜡质芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌及环状芽孢杆菌的发酵液混合制成的复合菌剂，该复合菌剂适用于小型农村用户沼气池，是以秸杆为主要原料进行发酵，发酵温度为9°C以上，属于非恒温发酵，该复合菌液可以缩短沼气发酵的启动时间、提高产气量。公开号为CN101475926的“一种厌氧降解纤维素产甲烷复合菌”的专利申请公开了一种分属于兼性厌氧及严格厌氧的发酵性细菌、产氢产乙酸细菌及产甲烷菌的13株菌的发酵液混合制备出的复合菌剂，该复合菌剂在以稻草、秸杆为主要原料进行发酵时，能够得到较好的效果，即可以提高甲烷产率及纤维素的降解率，但其未对该复合菌剂使用时的发酵温度进行说明。而目前尚未见有用于加快和提高以牛粪为主要原料进行沼气发酵的启动时间及产气量的菌剂。目前，国外的沼气生产技术多已达到商业化应用程度，基本实现了规模化产业经营。而在国内，具有一定规模的大、中型沼气工程还处于起步阶段。大、中型沼气工程的发酵温度多为恒定温度，且要求菌剂的发酵启动时间短、产气能力强，而现有报导的各类用于沼气发酵的菌剂大多只适用于农民用户所使用的小型沼气发酵池，而无法应用于规模化的发酵工程。目前尚未见有适用于大、中型沼气工程的发酵菌剂的报导。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前缺少适用于以牛粪为主要原料进行沼气发酵的菌剂及适用于大中型沼气发酵工程的菌剂的问题，而提供一种用于沼气发酵的复合菌剂。该用于沼气发酵的复合菌剂按重量份数比包括8 15份溶纤维素拟杆菌(Bacteroides eellulosolvens)发酵液、12 20份巴氏芽孢梭菌 (Clostridiumpasteurianum)发酵液、30 45 份黑海甲烧袋状菌(Methanoculleusmarisnigri)发酵液及20 50份马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)发酵液；以上四种菌的发酵液中的有效活菌数均为IO9个/mL以上。按照微生物在发酵过程中所起到的不同作用，沼气的发酵过程可分为有机物降解阶段和甲烷生成阶段。有机物降解阶段主要是指有机废物在微生物的作用下水解和酸化， 该阶段尚未产生出甲烷，在这个阶段起主要作用的微生物统称为不产甲烷菌；甲烷生成阶段主要是指一群生理上高度专业化的古细菌在厌氧条件下将不产烷菌的代谢产物转化为甲烷，在这个阶段起主要作用的微生物统称为产甲烷菌。本专利技术的复合菌剂中的溶纤维素拟杆菌(Bacteroides cellulosolvens)及巴氏芽孢梭菌(Clostridium pasteurianum)属于不产甲烷菌。其中，溶纤维素拟杆菌 (Bacteroides cellulosolvens)在厌氧发酵过程中能将纤维素降解成双糖或单糖并使其溶于水中，该菌种保藏于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)，保藏号DSM No. 2933;巴氏芽孢梭菌(Clostridium pasteurianum)能够利用糖类物质产生H2、CO2、乳酸、乙酸、丁酸、乙醇及丁醇等物质，该菌种保藏于美国标准菌种收藏所(ATCC)，保藏号ATCC No. 6013。本专利技术的复合菌剂中的黑海甲烷袋状菌(Methanoculleus marisnigri) 及马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)属于产甲烷菌。其中，黑海甲烷袋状菌(Methanoculleus marisnigri)能够利用甲酸钠及巴氏芽孢梭菌 (Clostridiumpasteurianum)的代谢产物即吐和(X)2产生甲烷，该菌种保藏于美国标准菌种收藏所(ATCC)，保藏号ATCC No. 35101 ；马氏甲烧八叠球菌(Methanosarcinamazei)，可以利用甲醇及甲酸钠及巴氏芽孢梭菌(Clostridium pasteurianum)的代谢产物即H2、CO2、 乙酸、乙醇等产生甲烷，该菌种保藏于美国标准菌种收藏所(ATCC)，保藏号ATCC No. 43340。以上四个菌种均可以通过其相应的保藏机构购买获得。本专利技术的复合菌剂中的四个菌种在整个沼气发酵过程中通过能够协同作用，溶纤维素拟杆菌(Bacteroides cellulosolvens)及巴氏芽孢梭菌(Clostridiumpasteurianum)的发酵产物能够作为黑海甲烷袋状菌 (Methanoculleusmarisnigri) R^s ψ'!^uJK(Methanosarcina mazei)的物，从而在整个沼气发酵过程中形成了一个微生物代谢产物链，实现了沼气发酵菌种的优化组合。本专利技术的复合菌剂在实际应用中，将其接种于以TS(总固体浓度)为8 10% 的牛粪为主要原料的沼气发酵罐中，进行35°C厌氧发酵，日产气率高峰期出现在第4天， 其峰值为1. 6 2. Om3 · m_3 · cf1，甲烷产气率高峰期出现在第5 8天，其峰值为0. 7 0. Sm3 · πΓ3 · cf1 ；而以自然发酵的沼气池中的沼液为接种物的对照组，其日产气率高峰期一般出现在第9 13天，其峰值为1. O 1. 5m3 · πΓ3 · d—1，甲烷产气率高峰期出现在第11天以后，其峰值为0. 5 0. 6m3 ·πΓ3 .^10在沼气发酵的30天内，相对于以自然发酵的沼气池中的沼液为接种物的对照组，接种本专利技术的复合菌剂的发酵罐可提高平均日产气率20% 22. 8%，提高平均甲烷日产气率22. 2% 27. 8%。以上数据可以说明，本专利技术的复合菌剂针对以牛粪为主要原料的沼气发酵能够有效地提前的产气时间、提高产气量及产甲烷量。 并且本复合菌剂的发酵条件为35°C恒温发酵，因此适用于发酵温度恒定的大中型沼气发酵工程。具体实施方式 具体实施方式一本实施方式的用于沼气发酵的复合菌剂按重量份数比由8份溶纤维素拟杆菌(Bacteroides cellulosolvens)发酵液、12份巴氏芽孢梭菌(Clostridium pasteurianum)发酵液、30份黑海甲烷袋状菌(Methanoculleusmarisnigri)发酵液及20 份马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于沼气发酵的复合菌剂，其特征在于：该用于沼气发酵的复合菌剂按重量份数比包括８～１５份溶纤维素拟杆菌（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｏｌｖｅｎｓ）发酵液、１２～２０份巴氏芽孢梭菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｐａｓｔｅｕｒｉａｎｕｍ）发酵液、３０～４５份黑海甲烷袋状菌（Ｍｅｔｈａｎｏｃｕｌｌｅｕｓ　ｍａｒｉｓｎｉｇｒｉ）发酵液及２０～５０份马氏甲烷八叠球菌（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ　ｍａｚｅｉ）发酵液；以上四种菌的发酵液中的有效活菌数均为１０↑［９］个／ｍＬ以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦杰，王伟东，戚桂娜，高亚梅，张波，荆瑞勇，
申请(专利权)人：黑龙江八一农垦大学，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]