沼气微生物有哪些生长规律?
微生物有6个特点:①种类多:据统计目前已发现的微生物有10万种以上,而不同类型的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质。人们能获得沼气也就是利用微生物的功劳。②繁殖快:只要有了适宜的条件,主要是温度、湿度、营养、酸碱度等,微生物繁殖一代只要几十分钟一整天就可以繁殖几十代。③分布广:在自然界中上至天空下至海洋,到处都有微生物存在。土壤是各种微生物的大本营,池塘、粪坑底下冒沼气就是微生物在活动。④容易培养:大多数微生物都能在自然条件下,利用简单的营养物质生长,并在生长过程中积累代谢产物。但沼气发酵微生物很特殊,见氧气就死亡,要在隔绝空气具备营养和温度、湿度适宜的条件下才能生长。⑤力量大:虽然微生物个体微小,但是数量巨大且代谢能力很强。将作物秸秆预先堆沤几天,投入沼气池后3个月就被微生物分解转化由硬的物质变成软的了。⑥变化多端:如果沼气池里全部投放嫩青草或早春绿肥,那么全部是产酸的微生物在活动,即使产了气也不能燃烧。只要加入适量的石灰水和猪、牛粪产甲烷细菌就活动旺盛,所产的气就是沼气可以燃烧利用。总之,沼气发酵的目的是给沼气微生物创造一个良好的生活环境,使它保持旺盛的活力,以便多产气、产优质气。
牛粪、猪粪、羊粪和马粪是优质的沼气发酵原料,这些粪便原料颗粒细,含有较多的低分子化合物,氮素的含量高,使用上述粪便做发酵原料启动快,产气好。
生物和生命活动以新陈代谢为基础,沼气发酵微生物的生长和代谢过程分为适应期、对数生长期、平衡期、衰亡期四个时期。
沼气微生物生长曲线如图1-5所示。
图1-5 沼气微生物生长曲线
(1)适应期
菌种刚刚接入新鲜培养液中,细菌的各种生理机能需要有一个适应过程,细胞内各种酶系统要经过一番调整,这一时期细菌并不马上进行繁殖。适应期的长短与细菌的种类及环境变化条件有关。例如,繁殖速度快的酸化菌,一般适应期较短,繁殖速度慢的产甲烷菌适应期就较长。此外接种量的多少,接种物所处的生长发育阶段及其前后生活条件都对适应期的长短有所影响。
(2)对数生长期
细胞经过一段适应后,逐步以最快速度进行繁殖,即按1、2、4、8、16……的级数上升。这一段时间内发酵产物的增长速度随细胞数量的增加而上升。如果微生物所处的环境条件能够不断得到更新,所需的营养物质能够及时得到供应和保障,这种增长速度可以一直保持下去。这就是连续投料发酵可以获得高产气率的理论根据。
(3)平衡期
微生物细胞经过一定时期高速繁殖后,由于养料的消耗和代谢产物的积累,以及环境条件(如酸碱度,氧化还原势等)的变化使得细胞繁殖速度减慢,少数细胞开始死亡,因此表现在一定时期内繁殖速度与死亡速度相对平衡。这一时期发酵液内细胞总数达到最高水平,是积累代谢产物的重要时期。
(4)衰亡期
由于培养基中营养物质的显著减少,环境条件越来越不适宜微生物的生长繁殖,细胞死亡速度加快,以至细胞死亡数目大大超过新生数目,活菌总数明显下降。
通过以上对微生物生长规律的分析,微生物在旺盛生长期内生长的速度高,生理活性也最强,如采用这一时期的微生物进行接种就可以缩短适应期。在发酵工艺上,采用连续投料的发酵方法,可以保证微生物始终在适宜条件下旺盛生长,从而获得较高的产气量。
答:在厌氧条件下,能够产生沼气的微生物不止一种,是一群,统称为“沼气发酵微生物”。根据最适生长温度,可将沼气微生物划分为中温群(30~40℃)和高温群(55~60℃)。这群菌中包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。五大类群细菌构成一条食物链。...
答:沼气发酵过程可分为以下三个阶段:第一阶段是液化阶段。即由不产甲烷的微生物分泌的胞外酶,对有机物质进行体外酶解,把复杂的固体有机物质转变为可溶于水的物质。第二阶段是产酸阶段。上述水解产物在产酸细菌的作用下,进一步将它们分解成小分子化合物,其中主要是挥发酸。所以将此阶段称为产酸阶段。...
答:在沼气发酵的微生物世界里,我们可以依据它们的最适生长温度进行区分。这类微生物主要分为两个群体:中温群,它们的生长最适宜在30至40摄氏度的环境中;而高温群则偏爱55至60摄氏度的条件。尽管有研究提到在4℃的环境下也能产生沼气,但尚未发现专门适应低温生长的菌种。沼气微生物的种类繁多,它们在纯...
答:第二阶段是小分子物质在产酸微生物作用下转化成为氢、二氧化碳及乙酸等有机酸。第三阶段,是通过两组生理上不同的产甲烷菌作用,一组把氢和二氧化碳转化为甲烷;另一组从乙酸脱羧产生甲烷。对于不同的发酵底物,限制沼气发酵的阶段不同。对于可溶性发酵底物,因为产酸细菌生长速度快于产甲烷细菌,产甲烷...
答:根据最适生长温度,可将沼气微生物划分为中温群(30~40℃)和高温群(55~60℃)。虽然有人认为在4℃时仍然产生沼气,但至今尚未分离到嗜低温的菌种。沼气微生物的种类庞杂,在纯培养条件下,最适生长的酸碱度有很大差异,但在沼气池中pH7左右最适于产生沼气。沼气微生物使自然界中缺氧环境的有机质降解...
答:(2)不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造适宜的氧化还原电位条件 在沼气发酵初期,由于加料过程中使空气带入发酵装置,液体原料里也有溶解氧,这显然对甲烷细菌是很有害的。氧的去除需要依赖不产甲烷细菌的氧化能力把氧消耗掉,降低氧化还原电位。在发酵装置中,各种厌氧性微生物如纤维素分解菌、硫酸盐还原细菌...
答:由于这种气体最先是在沼泽中发现的,所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下发酵,即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化,从而产生沼气。沼气是一种混合气体,可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。沼气是多种气体的混合物,...
答:沼气发酵是一个复杂的微生物学过程,参加发酵的微生物数量巨大,种类繁多,只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用,并按照微生物的生存条件、活动规律要求,去设计沼气池,收集发酵原料,进行正常管理,使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件,才能获得较多的产气量和沼肥,满足生产、生活需要。我们现在...
答:沼气发酵是利用微生物在缺乏氧气的状态下生活和繁殖时,为了取得呼吸作用所需要的能量,而将高能量有机质分解转化为简单的低能量成分,从而释放出能量以供代谢之用,实质上是微生物的物质代谢和能量代谢的过程。从各种复杂有机物的分解开始到最后生成沼气,共有五大生理类群的细菌参与,它们是发酵性细菌、...
答:生态学作用主要是相互依赖又相互制约,构成一条食物链。表现如下:1、不产甲烷菌(产酸菌)为产甲烷菌提供食物。2、不产甲烷菌(产酸菌)为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境。3、不产甲烷菌(产酸菌)为产甲烷菌清除毒素。4、产甲烷菌为不产甲烷菌(产酸菌)清除代谢废物解除反馈抑制。5、不产甲烷菌(...