- 秸稈共接種厭氧發酵技術
- 鄧玉營
- 533字
- 2021-12-30 14:33:54
1.1.3 乙酸互營氧化菌群
代謝積累的乙酸除了裂解產甲烷外,還可以進行乙酸互營氧化(Syntrophic acetate oxidation,SAO)代謝。乙酸氧化是吸能反應(ΔG°′>0),熱力學上不能自發進行(表1-2),利用嗜氫型甲烷菌降低氫分壓,代謝才得以進行[71],常見伴生菌有Methanoculleus及Methanothermobacter等[5]。到目前為止,分離到的乙酸氧化菌共6種,AOR、Clostridium ultunense、Thermacetogenium phaeum、Thermotoga lettingae、Syntrophaceticus schinkii、Tepidanaerobacter acetatoxydans。乙酸氧化菌除熱袍菌綱嗜熱型Thermotoga lettingae外,都通過CO脫氫酶/乙酰輔酶A合成酶氧化途徑(CODH/ACS氧化途徑)代謝產生氫[72],分類上屬厚壁菌門梭菌綱。
溫度影響乙酸產甲烷的代謝途徑。常溫條件下,嗜乙酸型產甲烷菌倍增時間(2~12d)比乙酸氧化菌(28d)短[73],因此乙酸裂解是主要代謝途徑。但高溫條件下,嗜氫型產甲烷更有活性,降低氫分壓,使乙酸互營氧化發生。如Tang等[74]在53℃廢紙降解裝置中,檢測到Clostridium ultunense、Tepidanaerobacter sp.和Thermacetogenium sp.等乙酸氧化菌的存在。在玉米秸稈高溫干式發酵中,Li等[75]檢測到Tepidanaerobacter和Thermotagaceae豐度的提高。
嗜乙酸型甲烷菌對氨氮敏感,如Calli等[76]發現UASB反應器中游離氨濃度達到100mg/L時,Methanosaeta絲狀結構受到破壞,喪失產甲烷活性,嗜氫/嗜乙酸型的Methanosarcina成為優勢菌群。部分嗜氫型伴生菌(如Methanoculleus、Methanothermobacter)氨氮耐受性強,形成乙酸互營氧化菌群,使氫和NADH還原力得到釋放[5]。研究表明,厭氧體系中總氨氮濃度由800mg/L升高到6900mg/L[77],游離氨濃度達到160~820mg/L[78],易產生乙酸互營氧化途徑。