由于我国居民饮食结构中畜禽产品占比逐步增大，，，，，畜禽养殖市场出现出不变增长的趋向，，，，，畜禽粪污排放量与日俱增。。。。。凭据农业村落部等有关数据统计，，，，，全国每年产生畜禽粪污总量近40亿t，，，，，约为生涯垃圾年产量的16倍。。。。。畜禽粪污中有机质含量为30%~70%，，，，，有效处置率不到50%，，，，，畜禽养殖业水传染物排放量的化学需氧量（COD）约为1000.53万t，，，，，占全国水传染物总排放量的46.67%。。。。。畜禽粪污是拥有巨大利用潜力的碳源，，，，，其等效二氧化碳排放量约为1.23亿t，，，，，为生涯垃圾处置碳排放量的2.5倍。。。。。厌氧消化技术通过微生物的代谢活动将拔除有机物不变动，，，，，同时伴有甲烷和二氧化碳产生，，，，，拥有措置畜禽粪污减量无害化、产生沼气可再生能源的双沉优势，，，，，引起列国关注。。。。。随着我国养殖方式从分散豢养向集约化和现代化的方式急剧转变，，，，，所产畜禽粪污集中化水平不休提高，，，，，这为厌氧消化技术推广后的设施规模；；；；；；；⒄悠茉床炕⒉苄б孀畲蠡峁┝丝赡。。。。。

然而，，，，，畜禽粪污厌氧消化产甲烷过程历经水解、酸化、乙酸化和甲烷化等阶段，，，，，是一种由拥有分歧代谢机造的微生物共同参加的生物化学反映过程，，，，，系统中微生物之间的协同合作既奥妙又复杂。。。。。厌氧消化过程涉及微生物重要蕴含水解酸化细菌和产甲烷古菌，，，，，至少涵盖了20个门的细菌和5个主张古菌。。。。。产甲烷古菌作为厌氧消化过程关键微生物，，，，，是严格的专性厌氧菌，，，，，只能利用有限的单一有机物，，，，，重要为乙酸、氢气和少数单一有机物。。。。。产乙酸菌和产甲烷古菌之间互营关系成为影响厌氧消化最沉要的成分，，，，，这两类微生物的不平衡是导致厌氧消化系统不不变的首要原因。。。。。传统的厌氧消化存在产气效能低、过程不变性差的缺点，，，，，时时遭逢超负荷、氨抑造蹬渍发的过程失稳景象。。。。。厌氧消化系统一旦失稳，，，，，二次启动运行通常必要较长功夫复原，，，，，从而为其所服务的养殖企业或固废环保企业带来极大的环保、经济风险。。。。。因而，，，，，探明影响畜禽粪污厌氧消化过程不变以及推进消化产甲烷效能的关键成分，，，，，对厌氧消化技术可持续性发展拥有沉要意思。。。。。

在化石能源逐步枯竭的布景下，，，，，依附厌氧消化技术实现畜禽粪污的资源化高效利用，，，，，是提升碳回收和生物质能出产效能的沉要行动，，，，，对助力实现我国的“双碳指标”意思沉大。。。。。本文分析了以分歧畜禽粪污为底物的厌氧消化产甲烷效力与潜力，，，，，总结了畜禽粪污厌氧消化产甲烷过程中不不变的关键环境成分和滋扰机造，，，，，探求了进料负荷和分歧进料方式对产甲烷效力的影响，，，，，对后期畜禽粪污厌氧消化技术的沉点钻研方向进行了瞻望，，，，，以期为该技术的基础钻研和工程化利用提供参考。。。。。

牛粪、猪粪和鸡粪是我国重要的3种畜禽粪污，，，，，别离占畜禽粪污总产量的45.2%、39.2%和15.6%。。。。。由于畜禽消化特点的差距和饲料成分、豢养方式以及粪污网络方式等表部成分，，，，，各畜禽粪污的成分结构、理化性质、产甲烷潜能各不一样。。。。。各畜禽粪便的成分对比见表1。。。。。

表1 各类畜禽粪便理化性质

注：VS为挥发性固体含量，，，，，TS为总固体含量，，，，，C/N为碳氮比。。。。。

粪污底物中易降解组分含量由高到低顺次为鸡粪（59.73%）、猪粪（47.08%）和牛粪（39.49%）。。。。。常见的畜禽粪污厌氧消化产甲烷工艺为陆续搅拌式反映器（CSTR）工艺、升流式厌氧污泥床反映器（UASB）工艺，，，，，具体工艺流程见图1。。。。。

牛类反刍动物以草饲料为主，，，，，其瘤胃是一个天然发酵罐，，，，，瘤胃内部微生物系统拥有壮大的木质纤维素水解酸化能力，，，，，将复杂的木质纤维素生物质转化为可溶性有机物和挥发性脂肪酸（VFAs），，，，，通常可能在2d内降解60％以上的纤维。。。。。由于牛饲猜中易降解部门已经被牛瘤胃中微生物利用，，，，，牛粪中易降解组分与典型的鸡粪、猪粪相比含量最低，，，，，含有超过总固体含量50%的不易降解有机组分，，，，，蕴含纤维素、半纤维素和木质素，，，，，其复杂的结构而故障了牛粪在厌氧消化中的水解，，，，，使其成为限速步骤。。。。。凭据牛粪化学成分分析了局，，，，，理论上牛粪的厌氧消化甲烷出产潜力值为206~219mL/gTS，，，，，现实尝试中产甲烷潜能为130~139mL/gTS，，，，，仅为前者的60%~70%。。。。。

提高牛粪厌氧消化的效力，，，，，通常使用预处置、共消化、增长剂等蹊径来解决。。。。。通过预处置能够分化复杂的有机物，，，，，使木质纤维素化合物更容易被水解从而提高厌氧消化效力；；；；；；；；共消化是通过将分歧性质的有机拔除物混合，，，，，以提高厌氧消化效力。。。。。生物酶增长剂可能将难降解的物质，，，，，分化为更易被微生物利用的幼分子有机物，，，，，从而提升厌氧消化的速度。。。。。Fernandez等钻研发此刻对牛粪进行机械破碎和混合的预处置后，，，，，甲烷的产量能够提高12%。。。。。与其他畜禽粪污相比，，，，，牛粪中所含的氮化合物含量较低，，，，，但结构性碳水化合物含量最高，，，，，属于富碳基质，，，，，其较高的C/N（30~60）也是故障厌氧消化的重要阻碍之一。。。。。当牛粪废水与其他有机组分进行共消化时，，，，，其壮大的缓冲能力更有利于提高甲烷产量，，，，，即牛粪的存在会推进给定底物的厌氧消化过程。。。。。Xing等钻研发现当牛粪废水与餐厨垃圾以1∶2.5的比例混应时，，，，，甲烷的产率最高可达到2.71L/（L·d）。。。。。在牛瘤胃内部的微生物含有产甲烷古菌，，，，，其数量占瘤胃微生物总量的2%~4%。。。。。目前已有钻研分离出的瘤胃液中产甲烷古菌重要有4个属：甲烷八叠球菌属Methanosarcina、甲烷微菌属Methanomicrobium、甲烷短杆菌Methanobrevibacter和甲烷杆菌属Methanobacterium。。。。。当瘤胃液与牛粪以3∶7的比例混应时，，，，，牛粪中的微生物与瘤胃液中的微生物各自阐扬优势，，，，，分工合作，，，，，甲烷产率最大值达到169mL/gVS。。。。。

猪粪成分复杂，，，，，蕴含蛋白质、脂肪、有机酸、纤维素、半纤维素等；；；；；；；；含氮较多，，，，，C/N约为14；；；；；；；；脂肪含量（11.18%）显著高于牛粪、鸡粪。。。。。相对于保育猪、成持久猪的猪粪，，，，，怀胎母猪的猪粪含有更多的纤维素、木质素和芳香族化合物等难降解有机物，，，，，这些物质高度腐殖化，，，，，难生物降解，，，，，保育猪粪便、成持久猪粪便和怀胎母猪粪便的产甲烷值别离为273，，，，，272，，，，，230mL/gVS，，，，，且保育猪粪便和成持久猪粪便的产甲烷过程极度相近。。。。。

由于养殖模式的原因，，，，，不少猪场使用水泡粪清粪工艺算帐猪粪便，，，，，使得每头猪均匀每天产生4~8L废水，，，，，重要蕴含洗涤、粪便以及尿液等成分；；；；；；；；猪粪受冲栏洗涤水的掺混，，，，，所形成猪粪废水拥有排放水量大，，，，，且功夫相对集中的特点。。。。。在肯定领域内，，，，，随着猪粪废水TS的增长，，，，，厌氧发酵产气效力也增长；；；；；；；；若猪粪废水TS含量较低时，，，，，发酵系统内酸浓度低，，，，，产甲烷古菌群底物不及，，，，，固然产气速度快，，，，，但容积产气效能低；；；；；；；；若猪粪废水TS过高，，，，，形成的水泡粪流动性差，，，，，给猪舍的粪污治理带来麻烦。。。。。选择相宜的水泡粪TS含量对其厌氧消化尤为沉要。。。。。陈欣等钻研猪粪废水TS在2%、6%、10%和14%4个梯度下厌氧消化试验下，，，，，发现TS对猪粪厌氧消化过程及甲烷产率有较大影响，，，，，TS为6%和10%的甲烷产率较高，，，，，当TS进一步提高至14%时，，，，，物猜中过高VFAs以及氨氮浓度对产甲烷古菌群活性产生抑造作用。。。。。

鸡禽类常以谷物为饲料，，，，，饮水少，，，，，加之鸡禽类的消化路仅为其体长的7倍，，，，，比其他畜禽的消化路短，，，，，饲料在体内停顿仅约4h，，，，，营养物质的消化吸收率很低，，，，，40%~70%营养物质会随粪便排出体，，，，，肥分浓密。。。。。理论上每克干鸡粪全数降解能够产生421~520mL，，，，，现实尝试中产甲烷潜能为250~370mL/gTS，，，，，比典型的牛粪、猪粪产甲烷潜能高。。。。。

鸡粪属于高氮物质，，，，，相对于其他畜禽粪便，，，，，含有更多的蛋白质、氨基酸及尿酸，，，，，其蛋白质组分最高，，，，，为牛粪、猪粪的2倍。。。。。在厌氧消化处置过程中，，，，，有机氮转化为氨氮（蕴含NH₄⁺和游离氨NH₃）的效能为62.6%~80.3%，，，，，故高固体鸡粪厌氧消化面对着更大的氨抑造风险，，，，，因而常浚？？？？＝谠旒Ψ嘌嵫跸疶S含量在10%以下。。。。。最初的鸡粪厌氧消化处置钻研重要在低浓度（0.5%~3%）前提下进行，，，，，将水加进鸡粪稀释TS浓度，，，，，这也是工程普遍选取的方式，，，，，可实现反映器的急剧启动以及后期的不变运行。。。。。由于鸡粪有着较高的固体含量，，，，，更适合于高固体厌氧消化技术，，，，，但增长鸡粪进料TS浓度势必增长反映器发酵液氨氮浓度，，，，，实现高固体鸡粪厌氧处置依然存在较大的挑战。。。。。Bi等钻研发现，，，，，在鸡粪固体浓度为15%，，，，，水力停顿功夫（HRT）为20~30d，，，，，甲烷产率仅为0.16~0.29L/g，，，，，并且有较高的有机酸残存。。。。。鸡粪中温厌氧消化系统的甲烷转化率会随着有机负荷和总氨氮（TAN）的升高而受到抑造，，，，，在有机负荷达到8.5kgTS/（m³·d）以上，，，，，或TAN浓度达到10000mg/L以上时，，，，，系统险些不再产气直至崩溃。。。。。

温度是影响厌氧消化效能的关键参数，，，，，对微生物的成长速度和代谢有着沉要影响，，，，，进而关系到厌氧消化系统中产甲烷机能。。。。。凭据厌氧微生物适合生计的环境温度分歧，，，，，能够在低温（15~25℃）、中温（35~40℃）和高温（50~60℃）前提下进行。。。。。凭据表2总结的产甲烷古菌成长环境参数可知：无数产甲烷古菌的最佳成长温度为30~40℃的中温环境，，，，，低和善高温对大无数厌氧微生物而言为极端环境，，，，，不合适成长。。。。。

表2 常见的产甲烷古菌属的成长环境参数

相比中温环境，，，，，当温度降低至10℃时，，，，，系统内氢型产甲烷古菌甲烷杆菌目（Methanobacteriales）、乙酸型产甲烷古菌甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）菌群丰度均降低，，，，，系统内VFAs升高，，，，，甲烷产率有所降落。。。。。王华等对比分歧温度前提下厌氧发酵的试验了局发现，，，，，在10~30℃领域内，，，，，产甲烷古菌的产气能力随着温度的降低而减幼，，，，，并且其日产气量的最顶峰也随之往后推迟。。。。。当温度超过40℃时，，，，，微生物菌群中的物种数量会急剧降落，，，，，47℃可能是中温厌氧产甲烷古菌成长的上限。。。。。

在中温厌氧消化过程中，，，，，甲烷的天生可经由乙酸营养和氢营养型产甲烷蹊径实现，，，，，但高温厌氧消化过程则重要通过氢营养型产甲烷蹊径产甲烷。。。。。固然高温环境下的厌氧微生物群落多样性较低，，，，，但比中温却有更高的有机物降解效能，，，，，在短功夫内对寄生虫卵的杀灭率较高，，，，，有更高的产气量。。。。。然而，，，，，高温厌氧消化能耗大、能源净输出降低、运行成本较高。。。。。因而，，，，，思考到产甲烷的效能与反映器运行能耗之间的平衡，，，，，且多样性水平高的微生物菌群拥有更高的抗压性和弹性，，，，，通常建议畜禽粪污厌氧消化产生甲烷的温度为35~37℃。。。。。

pH的动态变动会引起微生物群落结构的变动，，，，，对系统不变性起着至关沉要的作用。。。。。产甲烷古菌对pH值极为敏感，，，，，当环境pH值维持在6.5~7.8时，，，，，对大无数产甲烷古菌生计比力合适。。。。。凭据图2厌氧消化产甲烷代谢过程可知：约70%甲烷是产甲烷古菌以乙酸为底物代谢的了局，，，，，目前为止，，，，，乙酸营养型产甲烷古菌只发现了甲烷八叠球菌属Methanosarcina和甲烷丝状菌属Methanothrix，，，，，它们的最适pH领域为6.8~7.2。。。。。而水解与产酸菌对pH值有较大领域的适应性，，，，，大无数产酸菌群在pH值为5.0~8.5内成长优良。。。。。当厌氧消化系统中pH值为5.5时，，，，，产甲烷速度降落80％；；；；；；；；pH值＜5.0时，，，，，厌氧系统险些不再产生甲烷。。。。。Sun等钻研发现，，，，，当pH值为5.1时，，，，，险些90％的乙酸营养型甲烷菌和氢营养型甲烷菌在6d的造就过程中从造就物中隐没，，，，，低pH环境提高了产甲烷微生物的殒命速度，，，，，且这种抑造是不成逆的。。。。。因而，，，，，pH也是判断厌氧消化产甲烷反映是否正常进行的沉要指标。。。。。

pH能够扭转厌氧消化过程中产酸代谢蹊径，，，，，导致VFAs的种类和含量产生很大变动。。。。。产酸代谢过程中所产生的乙酸盐、丙酸酯与丁酸酯的比例通常是75∶15∶10至40∶40∶20。。。。。Jiang等钻研发现当pH值为5.0时，，，，，产酸消化的重要产品是乙酸；；；；；；；；但当pH值为6.0或7.0时，，，，，重要产品则是丁酸。。。。。当厌氧发酵系统拥有优良的缓冲能力时，，，，，部门的VFAs浓度变动过高不会显著降低系统的pH，，，，，对甲烷转化效能不会有显著影响，，，，，系统中产氢产乙酸菌群和产甲烷古菌群代谢动态平衡在此起着关键作用。。。。。

在厌氧消化过程中，，，，，氨氮是微生物成长所必须的营养物质，，，，，重要由发酵原猜中的含氮有机化合物降解而产生，，，，，如蛋白质、氨基酸、尿素、核酸等，，，，，并以NH₄⁺和NH₃（FAN）分子的状态存在，，，，，二者之和为TAN。。。。。氨氮在肯定水平上可中和厌氧消化过程中所产生的有机酸，，，，，保障厌氧消化系统拥有足够的缓冲能力，，，，，维持了细胞成长所必须的中性pH前提，，，，，从而提高厌氧消化系统的不变性。。。。。但粪污在厌氧消化过程中，，，，，拥有含氮高的特点，，，，，过量的氨氮会对厌氧消化产生抑造，，，，，影响厌氧消化系统的机能，，，，，甚至导致其失稳。。。。。厌氧微生物对原料的C/N也有肯定的要求，，，，，碳的消化速度比氮的速度快30~35倍，，，，，C/N的最佳领域在理论上在30~35之间，，，，，通过加碳或氮来扭转系统中的碳氮比，，，，，以维持厌氧消化反映的优良运行。。。。。

乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta和Methanosarcina对氨氮更敏感，，，，，而嗜氢产甲烷古菌拥有较好的氨氮耐受性。。。。。当氨氮浓度为1300mg/L时，，，，，乙酸营养型产甲烷古菌Methanosarcina起头受到抑造。。。。。当氨氮浓度升高至3500mg/L以上时，，，，，嗜氢产甲烷古菌Methanoculleus也会受到分歧水平的氨抑造。。。。。孟晓山等钻研发现，，，，，猪粪厌氧消化系统中氨氮超过4000mg/L，，，，，将促使产甲烷古菌群结构产生显著变动，，，，，乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta逐步被Methanosarcina包办，，，，，而氢利用型产甲烷古菌属中Methanospirillum的优势性逐步被Methanoculleus和Methanomassiliicoccus取代，，，，，高浓度氨氮也会促使产甲烷蹊径由乙酸利用型为主向氢利用型为主转变。。。。。在畜禽粪污厌氧消化过程中，，，，，氨氮抑造产甲烷成效的有关情况总结见表3。。。。。

表3 畜禽粪污厌氧消化氨氮抑造产甲烷成效

有机负荷率（OLR）是运行厌氧消化系统的沉要工程节造参数，，，，，通过调整HRT可扭转系统的有机负荷，，，，，从而平衡畜禽粪污厌氧消化产酸速度与产甲烷效能，，，，，实现最佳的产气机能。。。。。厌氧消化反映器产气量会随进料有机负荷的增长而加大，，，，，但当HRT缩短到肯定水平，，，，，则会因负荷过高而造成有机挥发酸的堆集，，，，，尤其是丙酸，，，，，对厌氧消化过程产生抑造，，，，，从而导致产气量降低。。。。。HRT从10d削减到7.5d，，，，，推进了甲烷八叠球菌属Methanosarcina的成长，，，，，相对甲烷丝状菌属Methanothrix拥有优势。。。。。单纯的粪污厌氧消化效能相对较低，，，，，抗降解成分必要较高的HRT。。。。。通过与餐厨垃圾、粗甘油、秸秆等物料共消化可有效提高甲烷产量。。。。。在牛粪与餐厨垃圾共消化的钻研中，，，，，发现缩短HRT（25，，，，，20，，，，，15，，，，，10，，，，，7，，，，，5，，，，，4d）会削减甲烷转化率，，，，，系统中拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）成为优势菌，，，，，醋酸合养氧化菌（重要是Pelotomaculum和Pseudothermotoga）的比例显著增长；；；；；；；；优势产甲烷古菌由乙酸营养型产甲烷古菌转变为嗜氢型产甲烷古菌。。。。。在分歧的HRT下，，，，，分歧类型底物的厌氧消化系统中产甲烷古菌变动情况见表4。。。。。

表4 分歧水力停顿功夫的厌氧消化系统产甲烷古菌变动情况

为提高畜禽粪污的措置效能，，，，，常见的削减HRT的步骤有混合搅拌和预处置。。。。。混合搅拌可使消化物料混合和散布均匀，，，，，预防物料在发酵罐底部沉淀，，，，，增大反映物与微生物的接触面积，，，，，有利于保障优良的消化速度，，，，，从而提高消化产气量。。。。。Karim等钻研发现，，，，，机械搅拌、沼气回流搅拌、出水回流搅拌和未搅拌相比，，，，，厌氧消化的产气量别离提高了22%、15%和29%。。。。。预处置步骤中热水解法利用最为宽泛，，，，，粪污预处置后的营养成分更容易被微生物利用，，，，，厌氧消化能力提高，，，，，停顿功夫也相应削减。。。。。宋晓聪等将牛粪于70℃处置3d后进行厌氧消化，，，，，发显熹产气量较未处置的牛粪提高了210%，，，，，有机组分降解和木质素含量降低是产气机能提高的原因。。。。。

分歧的进料方式可能造成微生物群落差距，，，，，进而影响产气率。。。。。在较高的OLR下，，，，，低进料频率可能在短功夫内对系统造成较沉的负荷冲击，，，，，高进料频次能够有效降低消化系统的负荷冲击，，，，，使系统产生的VFAs可能被实时亏损。。。。。序批式间歇流反映器（SBR）的低进料频次会导致底物梯度随功夫变动，，，，，初始底物浓度较高。。。。。相反，，，，，陆续流反映器（CFR）的上进料功夫会促使系统时刻维持不变和低底物浓度状态。。。。。Kine等钻研发现，，，，，每天进料1次时，，，，，丙酸的浓度峰值为2500mg/L，，，，，而每2.4h进料1次时，，，，，丙酸浓度始终维持在40mg/L以下。。。。。甲烷八叠球菌属Methanosarcina在间歇式进料的情况下阐发出肯定优势，，，，，而甲烷丝状菌属Methanothrix则阐发出相反的行为。。。。。在较低OLR下，，，，，分歧进料频次均未产生较沉的负荷冲击，，，，，酸化景象通常不会出现；；；；；；；；且无论HRT或进料方式的若何变动，，，，，甲烷丝状菌属Methanothrix均为重要的产甲烷古菌属。。。。。

向反映系统中投入拥有肯定职能的微生物职能菌剂，，，，，可能在很大水平上提高生化效能，，，，，达到加快厌氧系统启动功夫、缩短HRT、增长难降解原料利用率、推进酸败系统的复原、应对氨抑造等指标。。。。。凭据指标产品的分歧，，，，，可将其划分为水解产酸、产氢产乙酸、产甲烷阶段的生物强化，，，，，其推进成效见表5。。。。。由于畜禽粪污中含有大量的木质纤维素，，，，，有效发酵成分不易降解，，，，，对水解产酸阶段生物强化，，，，，推进木质纤维原料的水解，，，，，为厌氧消化可提供更多易降解的底物。。。。。Henrik等钻研发现，，，，，向牛粪及其分离组中投加乳酸杆菌Caldicellulosiruptorlactoaceticus能够使得甲烷产率提高10%~24%。。。。。然而，，，，，Costa等钻研发现，，，，，只管在高温厌氧发酵畜禽粪便系统中投加热线梭菌Clostridiumthermocellum及解糖纤维素分化菌Caldicellulosiruptorsaccharolyticus，，，，，固然原料水解率提高了，，，，，但甲烷的产量并没有显著增多，，，，，这是由于产甲烷速度跟不上纤维素水解产酸菌速度，，，，，导致VFAs累积，，，，，抑造了产甲烷。。。。。通过对水解产酸阶段的生物强化，，，，，向系统中投加产氢菌，，，，，所产的沼气中氢气含量并未增长，，，，，即甲烷与氢气组分比例无显著减幼，，，，，注明投加产氢菌所增长的氢气是以中央产品存在的。。。。。氢气作为产甲烷古菌的底物，，，，，被进一步用于产甲烷。。。。。此表，，，，，产氢菌的生物强化还可使甲烷菌的数量增长，，，，，即氢营养型产甲烷古菌在数量上得到了强化。。。。。

表5 生物职能菌剂对厌氧消化的推进成效

凭据图2厌氧消化产甲烷代谢过程可知：产酸细菌和产甲烷古菌之间存在种间电子转移（IET），，，，，该方式是菌属之间互养代谢产甲烷极其沉要的环节。。。。。由于较快的水解发酵产酸和较慢的产甲烷之间的不平衡，，，，，从而导致畜禽粪污厌氧消化处置负荷只能维持在相对较低效力，，，，，产甲烷效能受到了限度。。。。。IET产甲烷蹊径是微生物菌群降低热力学能垒、实现互养代谢急剧产甲烷的主题过程。。。。。；；；；；；；パ徊淄楣坛顺＜阎闹旨淝庾坪椭旨浼姿嶙浦，，，，，美国马萨诸塞大学DerekLovley教授团队于2010年在国际上初次报路了电活性微生物硫还原地杆菌Geobactersulfurreducens和金属还原地杆菌Geobactermetallireducens之间存在直接种间电子传递（DIET）过程，，，，，这种代谢方式不必要电子穿梭体，，，，，能够突破传递过程的速度限度，，，，，可能以更高的电子转移效能或较低的能量亏损直接将电子转移至二氧化碳，，，，，将二氧化碳还原为甲烷，，，，，可极大提升产甲烷速度。。。。。目前已发现2类种间直接电子传递大局，，，，，一类是依附细胞表膜上的c型细胞色素，，，，，另一类是通过导电菌毛（pili）。。。。。

通过对参加DIET产甲烷蹊径的互养代谢微生物群落结构进行厌氧消化调控，，，，，增长可参加DIET过程的微生物丰度，，，，，进而提高产甲烷效能。。。。。Jiang等钻研发现通过增长富集的丙酸降解产甲烷造就基，，，，，造就基中所含优势菌属为甲烷丝状菌属Methanothrix（66.15%~94.70%）和甲烷杆菌属Methanobacterium（4.81%~33.56%），，，，，相迸纂非生物强化组，，，，，系统中甲烷丝状菌属Methanothrix的丰度超过80%，，，，，有机负荷和沼气产量别离提高8倍和12倍。。。。。目前报路简直认能够参加直接种间电子传递的菌属（表6）可知：供电子微生物多为拥有胞表电子传递能力的微生物，，，，，如地杆菌属Geobacter，，，，，而受电子的产甲烷古菌则重要是能够利用乙酸盐的鬃毛甲烷菌属Methanosaeta和甲烷八叠球菌属Methanosarcina。。。。。

表6 可参加种间直接电子传递型互营产甲烷过程的微生物

微生物职能菌剂投加成功的关键是能否在系统中悠久不变地阐扬作用，，，，，所投加的微生物职能菌滋生速度需高于其被土著菌吞噬及流失的速度，，，，，保障生物强化菌剂在被强化系统内的生物净持有量。。。。。为增长生物强化菌剂在被强化系统中的不变性，，，，，可将生物强化菌剂固定化在载体上再进行投加，，，，，固定化的载体重要有沸石、海泡石等。。。。。对于陆续流系统，，，，，在不休地进出料冲击及土著微生物的竞争下，，，，，微生物职能菌剂容易逐步被裁减，，，，，定期屡次投加生物强化菌剂成效优于一次性投加。。。。。

选取导电资料强化DIET产甲烷蹊径的畜禽粪污厌氧处置技术，，，，，是提高畜禽粪污资源利用的有效蹊径和钻研热点。。。。。在厌氧系统中投加表源导电资料（如颗粒；；；；；；；钚蕴俊⑻疾肌⑸锾俊⑹⒋盘蟆⒋判钥帕；；；；；；；；钚蕴俊⒕郾桨返龋┛汕炕淄榘说球菌属Methanosarcina等产甲烷职能菌参加DIET过程，，，，，进而提高厌氧系统甲烷转化效能，，，，，其具体影响成效见表7。。。。。表源导电资料拥有高导电性、化学不变性、吸附能力强等特点，，，，，可能作为生物导电衔接沉要补充；；；；；；；；同时，，，，，不必要微生物亏损能量以合成生物电衔接的自身导电结构，，，，，微生物能够利用更多能量于代谢作用。。。。。Pan等钻研发现，，，，，增长生物炭能够提高鸡粪、牛粪及其混合物的产气潜力，，，，，并能提高所产沼气的甲烷含量，，，，，通过吸附作用，，，，，降低氨氮和硫化氢的含量。。。。。Lee等钻研发此刻系统中投加生物炭和活性炭后，，，，，其表表富集了鬃毛甲烷菌属Methanosaeta、甲烷螺菌属Methanospirillum和甲烷杆菌属Methanobacterium等产甲烷古菌。。。。。Zeng等探索了碳基导电资料负载核黄素后对畜禽粪污厌氧消化的影响，，，，，通过投加核黄素扭转了微生物群落结构并提高了与DIET有关的职能基因丰度，，，，，最终提高了反映器的容积产气率和有机物去除率。。。。。

表7 导电资料对畜禽粪污的厌氧消化影响

在厌氧系统中投加表源非导电资料（如尼龙纤维、聚乙烯、碱性树脂等）也可强化厌氧系统产甲烷效能。。。。。非导电资料可能提升甲烷产率重要是因其比表表积大，，，，，易于吸附定植有关职能微生物，，，，，如厌氧消化细菌、产甲烷古菌等，，，，，使其可能高效地参加到厌氧消化过程，，，，，部门载体还拥有吸附能力、离子互换能力、优化菌群结构等特点。。。。。分歧材质类型、粒径及浓度对厌氧消化的影响存在较大的差距，，，，，还有可能存在抑造厌氧消化的情况。。。。。Zhang等发此刻55，，，，，65℃下，，，，，聚乙烯塑料的存在能使奶牛粪污厌氧消化的甲烷产量别离提高8.4%、41.2%，，，，，COD降解率别离提高到52.8%和52.4%。。。。。而厌氧消化系统中塑料含量超过0.2g/L对厌氧消化有不良影响，，，，，甲烷产量削减了17.9%~19.3%，，，，，这是由于厌氧消化系统中存在的微塑料物质影响了微生物种群的丰度和结构，，，，，使得甲烷杆菌属Methanobacterium和鬃毛甲烷菌属Methanosaeta的丰度降低。。。。。

厌氧消化技术是措置畜禽粪污有效伎俩，，，，，通过对比分析牛粪、猪粪、鸡粪的粪污个性，，，，，牛粪因含有较多不易降解有机组分进而产甲烷潜力最低，，，，，鸡粪因含有较多营养物质进而产甲烷潜力最高。。。。。合适的温度、pH、氨氮等环境前提是保险畜禽粪污厌氧消化不变性运行的基础。。。。。；；；；；；；谙低巢淄槲⑸锏拇换肪骋，，，，，pH、氨氮变动也成为判断厌氧消化产甲烷反映是否正常进行的沉要指标。。。。。分歧的HRT、进料方式可能扭转系统产甲烷古菌类型，，，，，也会对禽粪污厌氧消化产甲烷效力产生影响。。。。。；；；；；；；谘嵫跸跋斓墓丶煞痔剿，，，，，通过职能菌剂、导电资料等资料的投加，，，，，调控系统职能性微生物群落丰度，，，，，强化电活性微生物之间的直接种间电子传递，，，，，推进厌氧消化高负荷运行，，，，，进而提升产甲烷效力。。。。。将来的畜禽粪污厌氧消化产甲烷效力提升钻研，，，，，应沉点关注以下方面：

（1）产甲烷古菌的DIET代谢蹊径机造钻研。。。。。从细胞水平对产甲烷古菌的DIET代谢蹊径进行优化提速，，，，，是提高系统有机质转化率以及容积负荷的沉点突破口。。。。。产甲烷速度低于产酸速度时，，，，，有机酸在系统中堆集造成系统酸化，，，，，酸堆集导致厌氧发酵系统酸化的抑造作用。。。。。随着微生物菌群种间电子传递钻研的深刻，，，，，产甲烷职能菌株、导电资料也逐步成为厌氧发酵失稳调控战术的钻研热点，，，，，若何构建特异性产甲烷职能菌株、改性导电资料来提高厌氧发酵系统不变性和处置效能，，，，，成为理论钻研亟待解决的问题。。。。。

（2）智能化调控的厌氧消化设备研发。。。。。为精确节造厌氧消化过程中的关键参数，，，，，如温度、pH值、搅拌强度、进料负荷等，，，，，创造最合适微生物成长和产甲烷的环境前提，，，，，可通过先进的传感器技术和在线监测设备，，，，，实时监测厌氧消化过程中的各项参数，，，，，成立智能化的节造系统，，，，，进而实现对消化过程的精准调控。。。。。；；；；；；；谧远诵薪谠，，，，，实时调整工艺参数，，，，，可预防因参数颠簸导致的系统不不变和产甲烷效能降落。。。。。