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沼气发酵过程中产甲烷菌快速计数方法的研究
甲烷含量进行测定,隔半个月测定一次,3个月后
终止对甲烷含量的测定。
烷菌计数结果与实际情况有一定的出入。另外,产
甲烷菌的培养耗时较长,通常需要l一3个月才能获
收稿日期:20lO・12-22 项目来源:干法沼气发酵微生物学与工艺学的研究(0032009031) 作者简介:张云飞(1980一)。男,硕士,主要从事环境微生物方面研究。
(下转第40页)
万方数据
中国沼气劬i,l口口魄脚2011,29(2) 人员应避免设计复杂的构筑物和昂贵的机械设备, 尽量设计适合当地实际情况的处理设施和通用机 械。此外,厌氧消化器应尽量设计钢筑混凝土结构, 以降低防腐维护费用,因为一个高质量的钢筋混凝 土消化器稳定运行15年甚至更长的时间是完全可 能的M J。否则,系统运行费用高,企业难以负担,即 5.2经济效益分析
fh detecting the number 0f
the
』I知£^口,10舻,l,which
Key
f如ter锄d e鹊ier
the MPN method,阻d the I.e8ults
closer
to
tmth.
words:meth肌ogen;IIlicroscopy counting method;MPN
10
户用沼气发酵液产甲烷茵计数结果 根据MPN计数方法测得l号样中产甲烷菌数
量为9.5×105个・mL~。6号样中产甲烷菌数量
为9.5×106个・mL~。显微计数法测得l号样品 产甲烷菌数量11×105个・mL一,6号样品产甲烷
菌数量10
2.2
x
106个・mL~。
沼气工程发酵液产甲烷茵计数结果 根据MPN计数方法测得D号样中产甲烷菌数
方法
甲烷菌MPN记数方法【6 J:取1 mL发酵液,加 入9 mL培养基∞’中,逐级稀释到109,每个梯度三 个重复。接种完毕后按照4:1的比例加入H:和 CO:,放人35cC培养箱中进行培养。1个星期后对
数量的方法较常用的为最大可能数法(即MPN计 数法)瞪】。由于人工培养基和培养条件的限制,加
之一些不可培养甲烷菌的存在,造成MPN法对产甲
mL样品中加入0.05
mL
3%Na2S溶液,可使样
品中产甲烷菌的荧光保持稳定,保证了计数的正常 进行。其作用原理有待进一步研究。 3显微计数法存在的问题
(1)对表1分析发现:户用沼气池中两样品的
显微计数结果为MPN计数结果的1.05和1.16倍; 显微计数的基础是甲烷菌在特定波长条件下能 发射出蓝绿色荧光。有文献报道少数甲烷菌的荧光
显微计数方法"j:取l mL发酵液,注入9
mL
水中,取少量放于计数甲烷菌的血球计数板”1,于
通讯作者:尹小波,E—mail:xi∞boyin@yall00.cⅢ.cn
万方数据
中国沼气C五i,l口B如g∞2011,29(2)
显微镜紫外光下40倍观察,并进行计数。
2结果与分析
2.1
行的评价。而据文献报道旧1很多甲烷菌是不可培 养的,因此培养以后的结果会低于实际值。所以通 过MPN计数所获的统计结果会比实际悬浮液中甲 烷菌的数目小。 分析两种方法的计数结果发现:显微计数是对 沼液中所有甲烷菌直接观察结果,MPN是通过培养 方法获得的产甲烷菌数量。因此,显微计数结果更 接近真实值,而MPN计数结果比甲烷菌实际数量 少。 加之MPN准备时间以及培养时间都很长,操作 较繁琐,获得最终试验结果需要好几个月的时间,一 些特殊样品(如:低温、高盐样品)需要的时间会更 长。因此显微计数方法比MPN法更简便、快速。 综上所述,显微计数法相比MPN计数法具有诸 多的技术优势,监测结果更接近于真实情况。由于 其具有简便快速的特点,还可以用于厌氧消化系统 运行过程实时监测和动态跟踪。 2.4对荧光消失较快的产甲烷茵计数 笔者在试验中发现:一些发酵不正常的沼气工 程中甲烷菌活性较弱,荧光消失较快,通常情况下还 未及时计数荧光便消失殆尽。解决方法:采用在每
[1]农业部.全国生猪优势区域布局规划(2008—2015) [EB/OL].Http://www.ahri.gov.cI∥govpublic,2010一
11一13.
按全市已建成规模养殖场沼气工程25.o万
m3,平均容积产气率0.40 m3・m。3d。(地埋式常温
沼气工程)计算,全市每年可产沼气3650万m3。若 折算为原煤,可每年节约原煤12.O万吨;若用于发 电,按l矗沼气发2 Kwh计,可发电7300万Kwh。
61004l,China;2.N删啦Ag—cllltIII试MechaIlization IDstitIIte of MiIliStry of A鲥砌tIlre,Nanjing 210014,Chi・ ∞;3.En、rir0衄entaI Monito血g Station ofjinIliu,CheIlgdu 610000,Clli衄)
(1)规模养殖场建设规划要有前瞻性,应尽量 远离城市,向远郊和外围发展,注意养殖业与种植业
相结合,配套相应的土地面积,为生态养殖与循环农 业提供基础条件。
(2)成都地区人平均耕地不足l亩,且条块分 割,不成规模,特别是远郊农村劳动力转移较慢,因
此消纳沼肥所需土地能力有限,故把握养殖场的适 度规模很重要。 (3)养殖业受自然与市场双重风险影响,赢利
微薄,投入用于粪污处理的资金有限,沼气工程技术
(上接第25页) [4]林代炎,林新坚,等.产甲烷菌在厌氧消化中的应用 研究进展[J].福建农业学报,2008,23(1):106—110. [5] 张云飞,尹小波,刘翔波.一种细胞计数板[P].中国专 利:200920126697,2010—01—20. [8]
环境效益的有机结合,为可持续的生态环境保护和 农业生产走出了新路。
为此,笔者提出以下建议:
[2]张克强,高怀友.畜禽养殖业污染物处理与处置[M]. 北京:化学工业出版社.2004. 【3]刘京,刘志丹,袁宪正,等.沼气生产及利于一瑞典经 验[J].中国沼气,2008,26(6):38. [4]孙家宾,刘田,杨章荣,等.城镇净化沼气池残渣还田 处理试点研究[J].中国沼气,1999,17(2):36—40. [5]李倩,蔡磊,蔡昌达.3Mw集中式热电联产沼气工程 设计与建设[J].可再生能源,2009,27(1):97—100. [6] 曾邦龙.上海市畜禽粪污治理沼气工程及资源综合利 用[J].中国沼气,2000,18(3):32. [7]邓良伟,陈缓.欧洲沼气工程发展现状[J].中国沼 气,2007,25(3):30.
AbstI。act:Bacteria counting methods g芎n in
of MPN锄d microscopy
were
tested蚰d
comp蒯to detect
were
the
n啪ber of胁£7m,妒
di】瞻rem
s锄pl∞.The
i8
resIllts showed tllat the ceU counting by microscope is feasible thaIl
1.2
关注沼气发酵三个阶段及各阶段中不同微生物的作 用¨以J,发现沼气发酵限速步骤是产甲烷阶段【3J,而
其中起主导作用的是产甲烷菌,因此产甲烷菌也逐 步成为研究的重点。关于产甲烷菌的研究工作涉及 甲烷菌的代谢、活性及其影响因子等领域¨1。这些
工作仅仅是从定性的角度对产甲烷菌进行研究,而
定量的研究确略显不足。在沼气发酵过程中甲烷菌 的数量在一定程度上反映了沼气发酵的运行情况, 因此对其数量的研究也相当重要。目前检测甲烷菌
A Research
on
QIIick Co呻ting Method
for
MetII锄ogen/zHANG Yun-feil,QU Hao-Ⅱ2,LI Qian91,DAI
of
Li・
ron∥,DENG Yul,Y卫NⅪao-b01,zHANG Pei-∞nr/(1.Biog弱I舾titute
MiIIistry of AgricIllt盯e,chengdu
沼气是可再生清洁能源,既可替代秸秆、薪柴等 传统生物质能源,也可替代石油、煤炭等商品能源,
是我国能源战略的重要组成部分。发展沼气对增加 优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实 意义。 人们在以往有关沼气发酵微生物的研究中重点
得试验结果。 因此,寻找一种简便准确的产甲烷菌定量检测 方法是沼气发酵研究和生产中亟待解决的技术难题 之一。本文针对不同类型的沼气发酵样品,进行了 产甲烷菌快速计数方法的研究。 1材料与方法 1.1材料 根据发酵主要类型,分别选取4个样品作为研 究对象。l号和6号为户用沼气发酵液样品,D号和 E号为沼气工程发酵液样品。
中国沼气傩i∞日垤∞2011,29(2)
沼气发酵过程中产甲烷菌快速计数方法的研究
张云飞1,曲浩丽2,李
强1。代莉蓉1,邓 宇1,尹小波1,张培松3
(1.农业部沼气科学研究所,成都610D41;2.农业部南京机械化研究所,南京210014;3.金牛区环境监测站,成都610000)
摘要:文章采用MPN以及显微计数两种方法对不同样品中甲烷菌数目进行检测。试验结果表明:显微计数用于 沼气发酵过程中的甲烷菌检测是可行的。该法比MPN计数更加快速简便,结果也更接近真实情况。 关键词:甲烷菌;显微计数;MPN计数 中图分类号:s216.4 文献标识码:A 文章编号:1000一1166(2011)02—0024一03
而在大中型沼气工程中两样品显微计数结果为 MPN计数结果的1.84和1.95倍,因此无论是对户
用沼气发酵液的样品又或者是沼气工程发酵液样品
很弱,不易被观察到,如d扎£危口肋f^戚50e^ngen护…。
因此对含有这类甲烷菌的样品计数会使最终计数结 果比实际值偏低。就目前的显微计数方法和手段对 这类甲烷菌进行计数比较困难,因此今后能否通过 从菌自身人手又或仪器设备的改进等手段将其发射