沼气厌氧发酵过程是一个由多种微生物结合,交替相互作用的复杂生物反应过程。正是因为在发酵的复杂过程中,产甲烷菌和不产甲烷细菌互相之间制约,又相互依赖,最终处于一种动态平衡状态,达到和谐统一,使之稳定增长。产甲烷菌是沼气发酵中最重要的微生物之一,同时也是自然界碳素循环中厌氧生物链的最后一个成员。这对于有效地控制沼气发酵过程,了解发酵进行阶段,优化发酵条件,提高产沼气效率,具有极其重要的意义。微生物只有满足一定的营养条件,才能正常的生长、繁殖以及完成各种生理活动的需要。它们的作用可概括为形成自身的物质结构、提供能量和调节代谢等三个主要的作用。微生物所需要的基本营养物质有六大类要素,即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。本文以提高沼气产量为目的,通过添加微量的金属元素来提高微生物的活性,并以此开展了以下几个方面的研究工作:第一:以玉米为原料生产酒精后的废糟液为培养微生物的物质条件,在培养基中添加不同的微量金属元素,来提高甲烷菌沼气的产气量。通过大量的平行实验确定了微量金属元素组合为六水合氯化镍,四水合氯化亚铁,六水合氯化钴。并通过正交实验确定了三种微量金属盐的添加量,分别为200ug/L·d,1000ug/L·d,100ug/L·d。第二:以醋酸原料为基质进行厌氧性发酵实验,对连续性厌氧发酵和间歇性厌氧发酵的甲烷菌沼气气量进行了大量的实验,对上述的实验结果进行验证。实验结果表明:连续式厌氧发酵技术比不连续式厌氧发酵技术的产气增长率要高69%以上。因此,就以连续性厌氧发酵为实验基础,添加微量金属盐对其进行单因素实验,并以单因素实验结果为基础设计了正交实验,确定了以醋酸基质的连续性厌氧发酵工艺,得出微量金属盐的最佳添加量分别为六水合氯化镍:400ug/L·d,四水合氯化亚铁:3000ug/L·d,六水合氯化钴:150ug/L·d,通过此方案可使甲烷菌产沼气率高达96%。第三:在企业中进行中试生产实验,对膨胀颗粒污泥床反应器和上流式污泥床反应器进行了实验比较,并对膨胀颗粒污泥床反应器内的各种指标做了检测。实验结果表明,添加微量金属盐进行实验后,两种反应器的沼气产气量都有所增加,并且产气量增长率也都有很大提高。但膨胀颗粒污泥床反应器和上流式污泥床反应器相比较而言,膨胀颗粒污泥床反应器的沼气产气量更大一些,产气增长率可达19.74%。这表明:膨胀颗粒污泥床反应器更适合对玉米酒精糟液进行处理。可见,通过添加这些微量金属元素,可以大幅度的提高糟液的处理量,同时可多产沼气,从而提高沼气产率。本文的创新点:根据企业中玉米酒精废水的特性以及处理的需要,从菌种的营养角度考虑,选择合适的微量金属元素的种类组合,增强菌种有效活性,提高厌氧消化过程沼气的产量,并且也可以有效提高化学需氧量去除率,降低其化学需氧量值,做到排污减排的目的。