随着能源短缺、环境污染、气候变化等全球性问题日益严重,对于能够替代化石能源的高效、清洁、可再生能源的大力开发和利用逐渐成为了世界关注的焦点。燃料乙醇是一种不含硫及灰分的清洁燃料,更是一种可再生能源,可作为汽油、柴油等燃料的替代品,减少对石油等化石能源的消耗。利用生物质合成气进行厌氧发酵是一种生产燃料乙醇的新途径,结合了热化学转化与生物化学转化两种乙醇生产工艺的优势。本文选取三种动物粪便和四种厌氧颗粒污泥作为样品,以合成气为碳源进行富集培养,最终筛选出乙醇产量最高的兔粪作为最佳实验样品。对兔粪样品进行破碎处理,并通过实验证明了10mmol/L的BES能够有效抑制样品中产甲烷菌的代谢活动,减小产乙醇菌的竞争压力,提高乙醇产量。分别以CO/N2、CO2/N2、CO/H2、CO2/H2、CO/CO2、H2/N2等几种成分较为简单的混合气作为气体底物进行厌氧发酵研究,发现CO是混合菌群厌氧发酵生产乙醇的较优底物,比CO2更易被微生物吸收转化为乙醇和乙酸。而H2在厌氧发酵的过程中作为还原剂具有重要意义,能够使CO和CO2得到最大程度的利用。通过在实验装置中增设气体循环回路,以此增强气液传质效率,并大幅提高微生物对CO2的利用效率,对CO2的利用可达到使用摇床进行振荡的6倍以上。分别以气体循环和摇床振荡的方式作为增强气液传质的手段时,富集后的混合菌群厌氧发酵一周后所获得的乙醇产量分别为84.279mg/L和151.977mg/L。对不符合预期的实验结果进行反思,并以16S r DNA扩增子测序作为新的测试手段,结果表明富集培养操作达到了驯化混合菌群的目的,部分不符合目的的菌种被筛去,产乙醇菌种得到了富集。同时发现了反应装置气密性不足的问题,并从侧面证明了混合菌群比单一菌种具有更强的环境适应能力。为避免漏气,将气体循环回路设置于反应器内部后,混合菌群的生物量和乙醇产量均得到进一步提高,同时发现过高的气体循环速率会对微生物的生长代谢造成一定的负面影响。