复合菌群对厌氧消化强化效果及沼气产量影响因素分析

　　

摘要：

目的 为了获得高效的复合菌群，探究不同生物强化组合对厨余垃圾厌氧消化（anaerobic digestion, AD）产气效果的影响，明确复合菌群提升CH₄产量的作用机制。 方法 设置添加无菌水（CK）、接种巴氏甲烷八叠球菌（Methanosarcina barkeri）（B）、接种富集的产甲烷菌群（J）、接种复合菌群（M. barkeri与产甲烷菌群按生物量1∶1混合）（BJ）4个处理组，进行序批式AD实验。采用气相色谱及修正的Gompertz模型分析各组的产气特性，随机森林模型分析沼气产量的影响因素。 结果 所有生物强化处理均延长了产气时间，显著提高了产气速率、累积产气量和CH₄含量（P<0.05），其中BJ组提升效果最显著。BJ组产甲烷潜力最大，其次为J组和B组。温度、底物TS含量、pH值、微量元素（trace elements, TE）强化剂添加量、底物C/N（P<0.01）以及复合菌群接种量（P<0.05）均显著影响沼气产量，其中温度影响最大。局部加权回归（locally weighted regression, LOESS）模型表明，各因素与沼气产量之间存在非线性关系，且每个因素都有其最佳范围。 结论 复合菌群结合M. barkeri和产甲烷菌群的优势，兼顾功能复杂性与稳定性，同时有效强化上游代谢过程与产甲烷阶段，对AD系统沼气产量和CH₄含量提升效果显著。通过优化生物强化组合和调控关键工艺参数，可有效提升AD性能，推动废弃物资源化利用和能源的可持续发展。