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在参与厌氧消化的各微生物类群中,产乙酸菌群在功能生态位上起到承上启下的重要作用,是大分子有机物甲烷消化过程必不可少的重要环节。厌氧消化过程中的产乙酸菌包括三个类群:通过EMP途径产酸发酵的产乙酸细菌、利用产酸发酵细菌末端发酵产物的产氢产乙酸细菌和利用氢和二氧化碳合成乙酸的同型产乙酸菌。本研究从厌氧折流板反应器中分离产乙酸菌,研究产乙酸菌群的生理生态学,为探索定向调控产酸发酵菌群的产乙酸对策和强化产氢产乙酸菌群生态功能的工程控制措施提供理论基础。
为分离产氢产乙酸菌,本研究启动并运行了多级厌氧生物处理反应器,即ABR反应器。反应器达到运行稳定后,以第5、6格室富含产氢产乙酸菌的厌氧活性污泥为样品,以丙酸、丁酸为培养基,分离降解丙酸、丁酸转化为乙酸的产乙酸菌,初步分离纯化得到12株产乙酸菌。通过进一步筛选和优选,获得2株产乙酸转化率较高的菌株AX2、AX3。AX2为革兰氏阴性菌,单胞生长,规则杆状,不产气,培养基中生长的菌落呈乳白色,光滑,圆形中间有小点,不透明,直径约1~5mm,经16sRNA测序证明,该菌株为葡萄球菌属,其与葡萄球菌属的相似性达99%;AX3为革兰氏阴性菌,单胞生长,长杆菌,不产气,培养基中生长的菌落呈乳白色,光滑,不透明,直径约1~5mm,经16sRNA测序与双歧杆菌属相似性达98%,为双歧杆菌属。本文对这2株细菌进行了生理生化特性研究。
为了更深入研究AX2、AX3产乙酸菌株的特性,通过间歇培养,考察了不同营养底物、不同氮源、不同碳氮比、pH及温度对这2株菌生长及产乙酸的影响。结果证明,AX2、AX3均能利用丙酸、丁酸、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、淀粉营养物质生长。葡萄糖是AX2、AX3生长和产乙酸的适宜底物,产乙酸量最多达302.4122mg/L;以氯化铵作为菌株AX2、AX3培养基的氮源,有利于AX2、AX3生长和产乙酸,氮源最佳投加量为2g/L;当pH值为6~7之间,菌株AX2、AX3能正常生长,5.5菌株生长开始受到抑制,4.5以下,菌株不能生长;AX2的最佳生长温度大约为35℃,AX3的最佳生长温度大约为30℃,2株菌均为中温菌。