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为激活沼气厌氧发酵系统内产甲烷菌群的活性,寻求北方冬季低温下提高反应器产沼气效率的途径。本研究以延边朝鲜族自治州湿地污泥样品为试材,通过DGGE、高通量测序技术进行微生物群落分析,筛选出产甲烷菌丰度高的样品,采用Hungate分离技术在低温下富集、分离产甲烷菌,并进行菌种鉴定,利用固定床炭纤维载体反应器厌氧发酵,通过对反应器日产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸含量、COD去除率和微生物组成等指标的测定,初步探讨产甲烷菌富集液在反应器运行中的作用。研究结果如下:(1)在延边朝鲜族自治州中的四个地区敦化、珲春、延吉、和龙的微生物群落组成中,Methanomicrobiales和Methanosarcinales为优势菌群。通过对比分析进行富集、分离试验材料的筛选,得出敦化5 cm、敦化40cm、珲春5cm、珲春25cm、珲春40cm的甲烷微菌目和甲烷八叠球菌目丰度较高,此5个样品富集时优先选择,较易分离出优势产甲烷菌。(2)敦化40 cm的富集菌液在6 d的OD600值最大,生长能力较强。从延边朝鲜族自治州湿地污泥中分离出了一株产甲烷菌L2,分离菌株革兰氏染色为阴性,杆状,严格厌氧,通过16S rRNA基因系统发育分析表明L2属于甲烷微菌科(Methanomicrobiaceae);甲烷裂叶菌属(Methanolacinia)。(3)固定床反应器A和B在启动阶段成功启动且较稳定。日产气量接近,A和B甲烷含量分别平衡在60%和50%,COD去除率稳定在80%左右,pH值的变化和VFA分解状况处于稳定状态,适宜厌氧发酵的进行。运行阶段反应器A和B的日产气量和累积产气量均呈现明显的上升趋势,接种敦化污泥的反应器B甲烷含量上升趋势较快,COD去除率升高至70%,利用反应器的方式富集产甲烷菌是可行的。炭纤维膜载体上的微生物丰富度高于底泥,Methermicoccus和Methanobacterium是两个反应器中的优势菌群,Methanosalsum、Methomssiliicoccus和Methanosaeta仅在反应器 B 中存在。(4)低温条件下在固定床厌氧发酵反应器中加入富集菌液,日产气量迅速增加,第30 d时达到最高峰730 mL,甲烷含量从61%提升至65.8%,pH值和VFA含量无较大波动,COD去除率提高了 15%,出液的OD600比起始时增加0.213,Methanolacinia和Methanohalophilus是加菌后的独有菌群,来源于产甲烷菌富集菌液。加入富集菌液对反应器各项指标均有积极的影响,且停止加富集菌液后其效果依然存在。产甲烷菌富集菌液可以初步应用于低温反应器。