微生物学基础，菌群介绍

厌氧消化过程是由一系列发酵反应组成的，这些反应是由几大类群不同种类的细菌组皮的微生物群落共同完成的。这些细菌可以分为四个类群，即水解和发酵细菌、产氢产乙酸细菌、同型产乙酸细菌、产甲烷细菌。另外还有硫酸盐还原菌等其他微生物。

(1)发酵细菌群

这一菌群有专性厌氧的梭菌属(Clostridium)、拟杆菌属(Bacteriodes)、丁酸弧菌属(Butyrivurio)、真细菌(Eubacterium)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、革兰阴性杆菌,兼性厌氧的有链球菌和肠道菌。

以工业废水或废弃物为发酵原料时，可能含有酚、氰、苯甲酸、长链脂肪酸和重金属离子等，这些物质对产甲烷细菌有毒害作用。但产酸发酵菌群中有许多种类能裂解苯环，有些菌还能以氰化物作为碳源和能源，这些作用不仅解除了它们对产甲烷细菌的毒害，而且同时给产甲烷细菌提供了底物。此外，产酸发酵菌群的代谢产物硫化氢，可以和一些重金属离子作用，生成不溶性的金属硫化物沉淀，从而解除了一些重金属的毒害作用。

(2)氢乙酸菌群

产氢产乙酸细菌(简记HPA)可将第一阶段产生的VFA和醇转化为乙酸、H2/CO这类细菌大多为发酵细菌，亦有专性产氢产乙酸菌(obligate H2-producing acetogens，简记 OHPA)，包括脱硫弧菌(Desulfovibio desulfuricans)、普通脱硫弧菌(Duulgaris)、校菌属(Clostridium sp.)等。

产氢产乙酸过程均受氢分压调控，产丙酸、丁酸、乙醇分别在氢分压为0.01kPs

0.5kPa和30kPa下时产氢产乙酸程才能自发进行，否则为耗能过程，代谢过程受阻导致发酵代谢产物(如丙酸)的积累，造成酸化，使整个厌氧处理失败。

(3)同型产乙酸菌群

同型产乙酸菌Chomeacetogens，简记为HOMA)可将CO2或CO3通过还原过程转化为乙酸。同型产乙酸菌可以利用H2/CO2，可保持系统中较低的氢分压，有利于厌发酵过程的正常进行，这一菌群有伍迪乙酸杆菌(Acetobacteriumwoodii)、戚林格乙酸杆菌(Awieringae)、乙酸梭菌(C.aceticum)、甲酸乙酸化梭菌C.formicocaceticum)，氏梭菌(C.magnum)等。

(4产甲烷菌群

产甲烷细菌(methanogen)这一名词是1974年由Bryant提出的，目的是为了避免这。细菌与另一类好氧性甲烧氧化细菌(aerobic methano oxidizing bacteria)相混淆。产甲烷细利用有机物或无机物作为底物，在厌氧条件下转化形成甲烷。面甲烷氧化细菌则以甲烷为碳源和能源。将甲烷氧化分解成CO2， 和H2O.

产甲烷细菌是一个很特殊的生物类群，属古细菌。这类细菌具有特殊的产能代谢功能。可利用H2还原CO2合成CH4，亦可利用一碳有机化合物和乙酸为底物。

(5)硫酸盐还原菌

硫酸盐还原菌的作用是将SO4还原为H2S在无氧条件下，主要有两类硫酸盐还原菌以SO4为最终电子受体，无芽孢的脱硫弧菌属(Desulphovibrio)和形成芽孢的脱硫肠状菌属(Desulphotomaculum)均为专性厌氧，化能异养型。大多数硫酸盐还原菌不能利用葡萄糖作为能源，而是利用乳酸和丙酮酸等其他细菌的发酵产物。乳酸和丙酮酸等作为供氢(电子)体，经无NAD+参与的电子传递体系将S4O还原为H₂S。

像脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)等硫酸还原菌在缺乏硫酸盐，有产甲烷菌存在时，能将乙醇和乳酸转化为乙酸、氢气和二氧化碳，与产甲烷菌之间存在协同联合作用。