| 外加纤维素酶和α-淀粉酶对猪粪厌氧发酵的促进机制 |
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| 引用本文： | 黄婧,肖艳春,陈彪.外加纤维素酶和α-淀粉酶对猪粪厌氧发酵的促进机制[J].环境科学研究,2020,33(8):1964-1972. |
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| 作者姓名： | 黄婧 肖艳春 陈彪 |
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| 作者单位： | 福建省农业科学院农业工程技术研究所, 福建 福州 350003 |
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| 基金项目： | 福建省科技厅省属公益类科研项目（No.2014R1015-13，2018R1014-2） |
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| 摘 要： | 为有效缩短有机物厌氧发酵限制阶段的反应时间，提高发酵底物的生物产甲烷效率，以猪粪为发酵底物，添加外源纤维素酶和α-淀粉酶，应用一级动力学模型和Gompertz模型拟合厌氧发酵过程.结果表明:适量添加纤维素酶和α-淀粉酶对厌氧发酵系统的水解反应具有积极的促进作用，当两种酶的总添加量为40 mg/g、纤维素酶和α-淀粉酶配比为1:3时促进作用最为显著，其多糖浓度、TVFAs（乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的统称）浓度峰值、累积沼气产气量、甲烷产率（基于猪粪中挥发性固体含量计算）分别为4 494 mg/L、8 666 mg/L、187 688 mL、392.1 mL/g，与CK（对照）组比分别提高了171.0%、23.3%、23.5%、24.3%.相关性分析表明，外源酶的添加对厌氧发酵系统中微生物可利用的C/N具有显著影响，可有效促进TVFAs转化产甲烷，当纤维素酶和α-淀粉酶配比为1:3时，厌氧发酵过程具有最大反应速率〔32.95 mL/（g·d）〕，与CK组相比水力停留时间（HRT）缩短了2.5 d，生物产甲烷效率提高了24.3%，厌氧发酵过程符合Gompertz模型（R2=0.999 2）.研究显示，纤维素酶和α-淀粉酶对促进猪粪厌氧发酵有协同作用，当α-淀粉酶添加量不超过30 mg/g时，α-淀粉酶添加量与甲烷产率呈正相关；当纤维素酶添加量超过10 mg/g时，纤维系酶添加量与甲烷产率呈负相关.
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| 关 键 词： | 猪粪 外源酶 Gompertz模型 生物产甲烷效率 |
| 收稿时间： | 2019/8/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/2/19 0:00:00 |
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