近日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所畜禽糞污能源化利用與污染控制團(tuán)隊(duì)提出了一種新的沼氣發(fā)酵攪拌技術(shù)——間歇空氣攪拌，改變了沼氣發(fā)酵需要在嚴(yán)格厭氧條件下進(jìn)行的認(rèn)知。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《生物資源技術(shù)（Bioresource Technology）》上。
據(jù)楊紅男博士介紹，攪拌是畜禽糞污沼氣發(fā)酵不可或缺的工藝環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的攪拌方式有機(jī)械、水力和沼氣攪拌。相比水力攪拌和機(jī)械攪拌，沼氣攪拌在能耗、運(yùn)行成本和實(shí)用性方面更具有發(fā)展?jié)摿?。但是沼氣攪拌易受產(chǎn)氣量的影響，并且需要防爆鼓風(fēng)機(jī)、安全閥等復(fù)雜的安全設(shè)施。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，由于氧氣（空氣）對(duì)嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌具有毒害作用，因此，沼氣發(fā)酵需要在厭氧環(huán)境中進(jìn)行。
該團(tuán)隊(duì)基于國(guó)內(nèi)外有關(guān)沼氣發(fā)酵系統(tǒng)對(duì)微量氧氣耐受及機(jī)制的最新研究進(jìn)展，提出了采用間歇空氣攪拌替代沼氣攪拌的科學(xué)假設(shè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，證明了空氣攪拌的可行性，并得出相比現(xiàn)有的攪拌方式，間歇空氣攪拌可以進(jìn)一步提高產(chǎn)氣效率，同時(shí)還具有去除沼氣中硫化氫的作用。間歇空氣攪拌對(duì)沼氣發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)氣效率提升的主要原因包括：一是空氣攪拌增強(qiáng)了底物與微生物之間的傳質(zhì)效率；二是空氣攪拌創(chuàng)造了瞬時(shí)的微氧環(huán)境，促進(jìn)了顆粒性有機(jī)物的水解和揮發(fā)性脂肪酸的降解，增強(qiáng)了兼性菌和氫營(yíng)養(yǎng)性產(chǎn)甲烷菌之間的互營(yíng)關(guān)系。通過(guò)本研究，對(duì)沼氣發(fā)酵過(guò)程兼性厭氧和嚴(yán)格厭氧微生物之間的關(guān)系與物質(zhì)轉(zhuǎn)化有了新的理解和認(rèn)識(shí)。
該研究得到中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助。（通訊員 蒲虹宇）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124047
