種類
沼氣發(fā)酵過程中的五大類群微生物分別是發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌。它們相互作用構(gòu)成一條食物鏈,把沼氣發(fā)酵過程分為了產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。前三種群微生物的活動可使有機物形成各種有機酸,因此將其統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷菌;后二種群微生物的活動可使各種有機酸轉(zhuǎn)化成甲烷,因此被統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌。
作用
在沼氣發(fā)酵過程中,不產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)甲烷菌相互依賴,互為對方創(chuàng)造維護生命活動所需的物質(zhì)基礎(chǔ)和適宜的環(huán)境條件;同時,又相互制約,共同完成沼氣發(fā)酵過程。
在一個發(fā)酵周期內(nèi),它們之間的相互關(guān)系主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌提供營養(yǎng)。原料中的碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪等復雜有機物不能直接被產(chǎn)甲烷菌吸收利用,必須通過不產(chǎn)甲烷菌的水解作用,使其形成可溶性的簡單化合物,經(jīng)進一步分解,形成產(chǎn)甲烷菌的發(fā)酵基質(zhì)。
2. 不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造適宜的厭氧生態(tài)環(huán)境。在沼氣發(fā)酵啟動階段,由于原料和水的加入,沼氣池中隨之進入了大量的空氣,這顯然是對產(chǎn)甲烷菌有害的。但是由于不產(chǎn)甲烷菌類群中的好氧和兼性厭氧微生物的活動,逐步為產(chǎn)甲烷菌的生長創(chuàng)造厭氧生態(tài)環(huán)境。
3. 不產(chǎn)甲烷菌為產(chǎn)甲烷菌清除有毒物質(zhì)。在工業(yè)廢水或廢棄物發(fā)酵原料中,往往含有酚類、苯甲酸、氰化物、長鏈脂肪酸和重金屬等物質(zhì)。這些物質(zhì)對產(chǎn)甲烷菌是有毒害作用的。而不產(chǎn)甲烷菌中有許多菌能分解和利用上述物質(zhì),這樣就可以逐漸解除對產(chǎn)甲烷菌的危害。
4. 不產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)甲烷菌共同維持環(huán)境中適宜的酸堿度。在沼氣發(fā)酵初期,不產(chǎn)甲烷菌首先降解原料中的淀粉、糖類等產(chǎn)生大量的有機酸;同時,產(chǎn)生的二氧化碳也部分溶于水,使發(fā)酵液的酸堿度下降。當酸堿度達到產(chǎn)甲烷菌需求的適宜范圍時,產(chǎn)甲烷菌開始分解有機酸產(chǎn)生甲烷,使發(fā)酵過程中不致因為積累而導致產(chǎn)甲烷菌失活,從而共同維持了環(huán)境中的酸堿度。