微生物學基礎，菌群介紹
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發布日期：2022-10-27
厭氧消化過程是由一系列發酵反應組成的，這些反應是由幾大類群不同種類的細菌組皮的微生物群落共同完成的。這些細菌可以分為四個類群，即水解和發酵細菌、產氫產乙酸細菌、同型產乙酸細菌、產甲烷細菌。另外還有硫酸鹽還原菌等其他微生物。
(1)發酵細菌群
這一菌群有專性厭氧的梭菌屬(Clostridium)、擬桿菌屬(Bacteriodes)、丁酸弧菌屬(Butyrivurio)、真細菌(Eubacterium)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、革蘭陰性桿菌,兼性厭氧的有鏈球菌和腸道菌。
以工業廢水或廢棄物為發酵原料時，可能含有酚、氰、苯甲酸、長鏈脂肪酸和重金屬離子等，這些物質對產甲烷細菌有毒害作用。但產酸發酵菌群中有許多種類能裂解苯環，有些菌還能以氰化物作為碳源和能源，這些作用不僅解除了它們對產甲烷細菌的毒害，而且同時給產甲烷細菌提供了底物。此外，產酸發酵菌群的代謝產物硫化氫，可以和一些重金屬離子作用，生成不溶性的金屬硫化物沉淀，從而解除了一些重金屬的毒害作用。
(2)氫乙酸菌群
產氫產乙酸細菌(簡記HPA)可將第一階段產生的VFA和醇轉化為乙酸、H2/CO這類細菌大多為發酵細菌，亦有專性產氫產乙酸菌(obligate H2-producing acetogens，簡記 OHPA)，包括脫硫弧菌(Desulfovibio desulfuricans)、普通脫硫弧菌(Duulgaris)、校菌屬(Clostridium sp.)等。
產氫產乙酸過程均受氫分壓調控，產丙酸、丁酸、乙醇分別在氫分壓為0.01kPs
0.5kPa和30kPa下時產氫產乙酸程才能自發進行，否則為耗能過程，代謝過程受阻導致發酵代謝產物(如丙酸)的積累，造成酸化，使整個厭氧處理失敗。
(3)同型產乙酸菌群
同型產乙酸菌Chomeacetogens，簡記為HOMA)可將CO2或CO3通過還原過程轉化為乙酸。同型產乙酸菌可以利用H2/CO2，可保持系統中較低的氫分壓，有利于厭發酵過程的正常進行，這一菌群有伍迪乙酸桿菌(Acetobacteriumwoodii)、戚林格乙酸桿菌(Awieringae)、乙酸梭菌(C.aceticum)、甲酸乙酸化梭菌C.formicocaceticum)，氏梭菌(C.magnum)等。
(4產甲烷菌群
產甲烷細菌(methanogen)這一名詞是1974年由Bryant提出的，目的是為了避免這。細菌與另一類好氧性甲燒氧化細菌(aerobic methano oxidizing bacteria)相混淆。產甲烷細利用有機物或無機物作為底物，在厭氧條件下轉化形成甲烷。面甲烷氧化細菌則以甲烷為碳源和能源。將甲烷氧化分解成CO2， 和H2O.
產甲烷細菌是一個很特殊的生物類群，屬古細菌。這類細菌具有特殊的產能代謝功能?？衫?/span>H2還原CO2合成CH4，亦可利用一碳有機化合物和乙酸為底物。
(5)硫酸鹽還原菌
硫酸鹽還原菌的作用是將SO4還原為H2S在無氧條件下，主要有兩類硫酸鹽還原菌以SO4為最終電子受體，無芽孢的脫硫弧菌屬(Desulphovibrio)和形成芽孢的脫硫腸狀菌屬(Desulphotomaculum)均為專性厭氧，化能異養型。大多數硫酸鹽還原菌不能利用葡萄糖作為能源，而是利用乳酸和丙酮酸等其他細菌的發酵產物。乳酸和丙酮酸等作為供氫(電子)體，經無NAD+參與的電子傳遞體系將S4O還原為H?S。
像脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)等硫酸還原菌在缺乏硫酸鹽，有產甲烷菌存在時，能將乙醇和乳酸轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳，與產甲烷菌之間存在協同聯合作用。
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