一种循环转移-温度操作方法,用于训练微生物群体的美索菲尔无氧消化
Ming Wang1, Yunting Li2, Hao Peng2
1College of Engineering, Northeast Agricultural University, No. 600 Changjiang Street, Xiangfang District, Harbin 150030, PR China; Key Laboratory of Swine Facilities Engineering, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Harbin 150030, PR China.
转换温度无氧消化 (STAD) 优化微生物群落,以提高生物气生产. 这种方法通过促进特定的微生物生长和代谢途径,使生物气产量与恒温AD相比增加一倍.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 温度是影响无氧消化 (AD) 效率和成本的关键因素.
- 优化微生物群落是提高AD过程中基质转换的关键.
研究的目的:
- 开发和评估一个在35°C和55°C之间运行的转移温度无氧消化 (STAD) 过程.
- 研究STAD对微生物群落结构和功能的影响,以及基质转化效率.
主要方法:
- 在无氧消化器中实施逐步升温策略.
- 在STAD条件下监测生物气产量,产量和成分.
- 使用元基因组分析分析微生物社区的变化.
- 将STAD性能与恒温无氧消化 (CTAD) 的性能进行比较.
主要成果:
- 在6.37gVS/L/d的有机负载率下,STAD实现了大约400mL/gVS的生物气产量,几乎是CTAD产量的两倍.
- 第一个温度升高周期显示了暂时的生物气生产抑制,第二个周期没有这种抑制.
- STAD促进了甲沙辛的扩散 (高达57.32%),同时抑制了性甲原体,在恢复到35°C时迅速恢复.
- 甲基因组分析显示,STAD丰富了与新陈代谢,膜功能和基于甲基的甲基生成有关的基因.
结论:
- 转换温度无氧消化是一种可行的策略,可以显著提高生物气生产和效率.
- STAD有效地操纵微生物群落,有利于特定的甲基生物和代谢途径以提高性能.
- 在STAD中的动态温度变化可以克服与恒温操作相关的限制,从而提高产量和工艺稳定性.
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