(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210595002.4 (22)申请日 2022.05.28 (71)申请人 河北农业大 学 地址 071000 河北省保定市灵雨寺街289号 (72)发明人 王雅雅　孙浩　陈高攀　李源源　 贾亚津　 (74)专利代理 机构 北京鑫瑞森知识产权代理有 限公司 1 1961 专利代理师 马云华 (51)Int.Cl. C12P 5/02(2006.01) C12N 1/20(2006.01) C12N 1/36(2006.01) C12R 1/01(2006.01) (54)发明名称 一种采用添加丙酸钠驯化厌氧发酵体系微 生物群落 提高产气量的方法及其应用 (57)摘要 本发明提供了一种采用添加丙酸钠驯化厌 氧发酵体系微生物群落提高产气量的方法及其 应用， 属于环保技术领域。 本发明通过在厌氧发 酵后的沼渣中添加不同浓度的丙酸钠， 然后进行 培养基培养的方式， 得出了随着丙酸钠浓度的提 高， 甲烷产量呈现明显规律性变化， 微生物群落 的多样性和丰富度也分别提高的结论， 同时确定 了甲烷日产量、 甲烷累积产量最高， 以及厚壁菌 门细菌、 变形菌门细菌、 甲烷八叠球菌属古菌、 甲 烷袋状菌属古菌相对丰度最大时的最佳丙酸钠 浓度和最佳 发酵时间等， 从而达到了精准控制显 著提升甲烷产量 以及改善微生物群落组成的目 的。 权利要求书1页 说明书11页 附图9页 CN 114854793 A 2022.08.05 CN 114854793 A 1.一种采用添加丙酸钠驯化厌氧发酵体系微生物群落提高产气量的方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： 步骤1)在含固率 为13‑17％的沼液沼渣混合物中投入380 ‑420mL/升的培养基； 步骤2)投加1 ‑40g/L的丙酸钠， 进行厌氧消化反应。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤1)中沼液沼渣混合物的含固率为 15％。 3.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤1)中培 养基的投入量 为400mL/升； 所述培养基的构成为： 大量元素： NH4Cl 400mg/L， MgSO4·6H2O 250mg/L， KCl  400mg/L， CaCl2·2H2O 120mg/L， (NH4)2HPO480mg/L， FeCl3·6H2O 55mg/L， CoCl2·6H2O 10mg/L， KI   10mg/L； 微量金属盐： MnCl2·4H2O， NH4VO3， CuCl2·2H2O， Zn(C2H3O2)2·2H2O， AlCl3·6H2O， Na2MoO4·2H2O， H3BO3， NiCl2·6H2O， NaWO4·2H2O， Na2SeO3各0.5mg/L； 酵母提取物100mg/L； NaHCO35000mg/L。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述步骤2)中进行厌氧消化反应的方式具体 为： 首先通氮10mi n， 然后设置反应温度为3 5±2℃， 封盖反应30d。 5.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在提高厌氧发酵体系微生物群落甲烷日产量中的应 用， 其特征在于， 所述丙酸钠的投加量 为16g/L， 所述厌氧消化反应的时间为16d。 6.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在提高厌氧发酵体系微生物群落甲烷累积产量中的 应用， 其特 征在于， 所述丙酸钠的投加量 为26g/L， 所述厌氧消化反应的时间为3 0d。 7.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在驯化厚壁菌门细菌 中的应用， 其特征在于， 所述丙 酸钠的投加量 为16g/L， 所述厌氧消化反应的时间为15d。 8.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在驯化变形菌门细菌 中的应用， 其特征在于， 所述丙 酸钠的投加量 为26g/L， 所述厌氧消化反应的时间为15d。 9.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在驯化甲烷八叠球菌属古菌 中的应用， 其特征在于， 所述丙酸钠的投加量 为26g/L， 所述厌氧消化反应的时间为15d。 10.如权利要求1 ‑4任一所述的方法在驯化甲烷袋状菌属古菌中的应用， 其特征在于， 所述丙酸钠的投加量 为40g/L， 所述厌氧消化反应的时间为3 0d。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114854793 A 2一种采用添加丙 酸钠驯化厌氧发酵体系微生物群落提高产气 量的方法及其应用 技术领域 [0001]本发明属于环 保技术领域， 尤其涉及一种采用添加丙酸钠驯化厌氧发酵体系微生 物群落提高产气量的方法及其应用。 背景技术 [0002]近年来， 随着国家政策及人民素质的提高， 人们的环 保意识越来越高， 针对生活中 产生的各种废弃物， 对环境造成极大 的危害， 厌氧消 化技术已被证明为有效获取生物质能 源， 处理农业废弃物的重要方法， 具有低能耗、 高产能等优点， 目前在我国已经得到广泛的 工业化应用和规模化示范， 建立了越来越多的沼气厂， 用来处理各种农业废弃物， 但针对厌 氧消化后产生的沼液以及沼渣， 若不加以处 理， 容易造成二次污染。 [0003]目前厌氧发酵过程容易面临酸败的风险， 尤其是丙酸的积累， 对微生物产生不可 逆的毒害作用， 进而使 得厌氧发酵效率降低。 尽管规模化的沼 气厂解决了废弃物处理问题， 但沼液沼渣产生量巨大， 其处理方式仍是面临的难题， 业内人士已经就沼液及沼渣的利用 提出了一系列方法。 我国现行沼液沼渣处理处置主要有沼液回流、 沼液制肥、 沼渣制肥等传 统处理模式。 沼气厂所产出 的沼液沼渣其中很大一部分被直接农用， 产生的渗出液和渗滤 液中所含的有害物质改变了土质和土壤原有结构， 影响土壤中微生物的活动， 阻碍植物根 系生长， 或在植物机体内积蓄。 未经合理的无害化处理的沼液沼渣进入环境后， 直接给水 体、 大气和土壤带来二次污染， 对生态环境和人类活动构成了严重威胁。 因此， 对沼液沼渣 的减量化、 无害化、 稳定化处 理迫在眉睫。 [0004]通常沼液沼渣的处置费用约占总投资和日常运行耗费的比重较大， 所以寻找新的 方式处理沼液沼渣对于推动沼气产业的发展至 关重要， 利用沼液沼渣实现耐丙酸厌氧发酵 体系的培养， 用于后续接种到体系中从而提高体系稳定性以及甲烷产量具有良好的应用价 值。 发明内容 [0005]为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种采用添加丙酸钠驯化厌氧发酵体系微 生物群落提高产气量的方法及其应用。 本发明通过在厌氧发酵后的沼渣中添加不同浓度的 丙酸钠， 然后进行培养基培养的方式， 得出了随着丙酸钠 浓度的提高， 甲烷产量呈现明显规 律性变化， 微生物群落的多样性和丰富度也分别提高的结论， 同时确定了甲烷日产量、 甲烷 累积产量最高， 以及厚壁菌门细菌、 变形菌门细菌、 甲烷八叠球菌属古菌、 甲烷袋状菌属古 菌相对丰度最大时的最佳丙酸钠浓度和最佳发酵时间等， 从而达到了精准控制显著 提升甲 烷产量以及改善微 生物群落组成的目的。 [0006]为了实现上述目的， 本发明采用了以下技 术方案： [0007]本发明提供了一种采用添加丙酸钠驯化厌氧发酵体系微生物群落提高产气量的 方法， 包括以下步骤： 步骤1)在含固率为13 ‑17％的沼液沼渣混合物中投入380 ‑420mL/升的说　明　书 1/11 页 3 CN 114854793 A 3