通氧常作為污水處理過程中提高有機(jī)廢物水解率的方法之一，已得到廣泛應(yīng)用。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃?xì)庋芯拷M于2015年提出了微氧預(yù)處理技術(shù)，以更少通氧量和通氧時間進(jìn)行預(yù)處理，可提高玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣能力。研究得出，在最佳通氧量5ml(gVS)-1和溫度55 條件下，產(chǎn)甲烷量提高了16.24%（Bioresource Technology, 2015, 175C(7), 203-208）。因為微氧預(yù)處理前后沼液接種物微生物群落發(fā)生改變，預(yù)處理后厚壁菌門下Clostridia增多，Clostridiales相對豐度達(dá)77.99%，高于處理前15.7%（Chemical Engineering Journal, 2016, 287 (8), 523-528）。
該研究組在近期研究中發(fā)現(xiàn)，利用厚壁菌門中枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）作為微氧預(yù)處理接種物，取代沼液菌群，可提高玉米秸稈厭氧發(fā)酵17.35%的產(chǎn)甲烷量，并將預(yù)處理溫度降低至37 。該工作于2018年7月發(fā)表于Bioresource Technology（2018,259,18-23）。與沼液菌群相比，利用Bacillus subtilis純菌液預(yù)處理后，產(chǎn)生過氧化物酶，酶活達(dá)4.24 U/mLmin；且在24h預(yù)處理后，木質(zhì)素水解率23.0%，半纖維素水解率18.1%，纖維素?fù)p失較少。本研究為微生物-微氧預(yù)處理強(qiáng)化厭氧發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論支持，并為進(jìn)一步調(diào)控代謝途徑以提高纖維素生物質(zhì)水解率和甲烷產(chǎn)生量提供基礎(chǔ)支持。
上述工作獲得了國家科技攻關(guān)計劃、國家自然科學(xué)基金、山東省能源生物遺傳資源重點實驗室創(chuàng)新基金等項目的支持。
圖1微生物-微氧預(yù)處理玉米秸稈累積產(chǎn)甲烷量（B5）
圖2 微生物-微氧預(yù)處理后的酶釋放及代謝產(chǎn)物變化
原文鏈接：
Xu W, Fu S, Yang Z, et al. Improved methane production from corn straw by microaerobic pretreatment with a pure bacteria system. Bioresource Technology, 2018, 259:.18-23
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.02.046
Fu S F, Fei W, Shi X S, et al. Impacts of microaeration on the anaerobic digestion of corn straw and the microbial community structure. Chemical Engineering Journal, 2016, 287(8):523-528.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.11.070
Fu S F, Wang F, Yuan X Z, et al. The thermophilic (55 C) microaerobic pretreatment of corn straw for anaerobic digestion. Bioresource Technology, 2015, 175(7):203-208.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.10.072
