微生物产甲烷课件.ppt

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:甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。甲烷气可产生机械能、电能及热能。目前甲烷已作为一种燃料源,并通过管道输送到用户,供给家庭及工业使用或转化成为甲醇作为内燃机的辅助性燃料。

<一>.早期二阶段理论
<二>.三阶段(四阶段)理论的提出
<三>.四阶段理论
<二>.三阶段(四阶段)理论提出
二阶段理论作为厌氧处理的基本理论,多年来一直为人们所认可。直到60年代末期,人们对厌氧过程进行了深入的研究,尤其是对其中发挥重要作用的甲烷细菌的研究表明,甲烷细菌在厌氧处理过程中发挥了极其重要的作用,它只能以乙酸、甲酸氢等极少数的物质为底物。因此,厌氧过程中还应该有产生甲烷菌底物的步骤。于是,厌氧处理理论发展为三阶段(或四阶段)理论。
<三>.四阶段理论
1、水解阶段
2、酸化阶段
3、产乙酸阶段·
4、甲烷化阶段
三阶段(四阶段)理论见三阶段理论图
备注:与二阶段理论相比较,三阶段理论增加了产氢产乙酸过程;四阶段理论则是在三阶段理论的基础上增加了同型产乙酸细菌把H2和CO2转化为乙酸的过程。

兼性和部分专性厌氧细菌发挥作用,复杂的大分子有机物被胞外酶水解成小分子的溶解性有机物。如葡萄糖、氨基酸等
补充知识:水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。

溶解性有机物由兼性或专性厌氧细菌经发酵作用转化为有机酸、醇、醛、CO2和H2。
有时将上述两个阶段合为一个阶段,称水解酸化阶段。
补充知识:酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。
水解酸化阶段参与的菌落:水解酸化菌落
在厌氧消化系统中,水解酸化细菌的功能表现在两个方面:
①将大分子不溶性有机物在水解酶的催化作用下水解成小分子的水溶性有机物;
②将水解产物吸收进细胞内,经细胞内复杂的酶系统催化转化,将一部分供作能源使用的有机物转化为代谢产物,排入细胞外的水溶液里,成为参与下一阶段生化反应的细菌群及可利用的基质,主要是产氢产乙酸细菌和脂肪酸、醇类等。