本发明涉及微生物厌氧发酵技术和厌氧活性污泥技术领域,具体为一种生物炭基厌氧微生物聚合体制备系统和方法,用于制备厌氧发酵反应器快速启动的接种物。系统主要包括厌氧微生物驯化系统、固液分离系统和真空冻干封装系统。通过生物炭载体实现厌氧微生物的快速富集和驯化,利用固液分离实现污泥脱水,利用真空冷冻干燥技术并添加冻干保护剂来进一步减少水分和提高菌种的活性,大大降低菌泥的储运成本和提高应用时效性⊙

本发明的目的是提供一种生物炭基厌氧微生物聚合体制备系统和方法，用于快速启动厌氧消化系统，快速富集和稳定微生物，有效提高厌氧消化有机物降解效率，提高菌剂活性和降低储运成本。[0006] 本发明的技术原理：一种生物炭基厌氧微生物聚合体制备系统，通过生物炭载体实现厌氧微生物的快速富集和驯化，利用固液分离实现污泥脱水，利用真空冷冻干燥技术并添加冻干保护剂来进一步减少水分和提高菌种的活性，大大降低菌泥的储运成本和提高应用时效性。[0007] 本发明的技术方案：一种生物炭基厌氧微生物聚合体制备系统，主要包括厌氧微生物驯化系统、固液分离系统和真空冻干封装系统；所述厌氧微生物驯化系统，主要由厌氧反应器、沼气罐、污泥泵和沼气回流泵组成；所述厌氧反应器内产生的沼气流向所述沼气罐；所述沼气回流泵进气端连接所述沼气罐，出气端连接所述厌氧反应器底部的曝气盘；所述厌氧反应器出泥口连接所述污泥泵的进口端；所述固液分离系统主要由低温离心机和沼气吹洗泵组成；

厌氧消化是一个多菌种混合、多过程叠加、多物质传递、多相态变化、多能量转换的复杂过程，采用厌氧微生物技术处理废弃物具有处理效果好、成本低廉，无二次污染等特点，符合绿色环保理念。

生物炭具有孔径多、比表面积大、官能团多和导电等特点，作为载体介导有机质厌氧消化系统，可支持细胞的固定化和微生物的生长，有利于生物膜的形成和增殖，有利于产甲烷古菌的增殖，其中甲烷八叠球菌属易富集在粒径2～5mm的生物炭表面结构紧密区域 ,甲烷鬃毛菌属易富集在全粒径生物炭表面结构疏松的区域，以及75～150μm粒径结构紧密的部分。具有导电性的生物炭作为厌氧消化过程中的电子导体，能够促进产氢产乙酸菌与产甲烷菌群之间的直接种间电子传递，从而加速甲烷的生成。生物炭在有机质厌氧发酵体系中起到了生物膜载体的介导作用，通过固定化微生物、吸附有机质、调控CO2与活性氢的浓度配比，使有机质厌氧发酵体系的日产甲烷量与甲烷含量显著提升。因此，生物炭是一种对厌氧微生物具有很好选择性的载体材料。固定化的微生物比游离的微生物产气效率更好，但污泥颗粒化要很长时间才能形成。将生物炭固定微生物的载体材料，将加快污泥颗粒化，实现污泥快速培养驯化。厌氧消化是一个多菌种混合、多过程叠加、多物质传递、多相态变化、多能量转换的复杂过程，采用厌氧微生物技术处理废弃物具有处理效果好、成本低廉，无二次污染等特点，符合绿色环保理念。

生物炭具有孔径多、比表面积大、官能团多和导电等特点，作为载体介导有机质厌氧消化系统，可支持细胞的固定化和微生物的生长，有利于生物膜的形成和增殖，有利于产甲烷古菌的增殖，其中甲烷八叠球菌属易富集在粒径2～5mm的生物炭表面结构紧密区域 ,甲烷鬃毛菌属易富集在全粒径生物炭表面结构疏松的区域，以及75～150μm粒径结构紧密的部分。具有导电性的生物炭作为厌氧消化过程中的电子导体，能够促进产氢产乙酸菌与产甲烷菌群之间的直接种间电子传递，从而加速甲烷的生成。生物炭在有机质厌氧发酵体系中起到了生物膜载体的介导作用，通过固定化微生物、吸附有机质、调控CO2与活性氢的浓度配比，使有机质厌氧发酵体系的日产甲烷量与甲烷含量显著提升。因此，生物炭是一种对厌氧微生物具有很好选择性的载体材料。固定化的微生物比游离的微生物产气效率更好，但污泥颗粒化要很长时间才能形成。将生物炭固定微生物的载体材料，将加快污泥颗粒化，实现污泥快速培养驯化。

西北农林科技大学地处中华农耕文明发祥地、国家级农业高新技术产业示范区——陕西杨凌，是教育部直属、国家“985工程”和“211工程”重点建设高校，首批入选国家“世界一流大学和一流学科”建设高校，2022年入选国家第二轮“双一流”建设高校，2个学科入选“双一流”建设学科。

本发明的有益效果：（1）本发明利用生物炭为载体，实现厌氧微生物快速富集驯

化，加快颗粒化炭基微生物聚合体的形成。

[0019] （2）本发明中生物炭基厌氧微生物聚合体具有菌活性高、环境适应性强以及易储

运等优点。

[0020] （3）本发明的系统利用沼气循环实现原位气动搅拌和离心机腔体冲洗，提高了聚

合体形成速率、维持了离心系统的厌氧环境进一步提高厌氧微生物聚合体的成活率。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，希望具备此项技术研发的技术方，能够承接此项目。