不同预处理方式对市政污泥/餐厨垃圾混合厌氧消化产甲烷的影响

王超林，朱英东，王梦瑶，张雪英，刘奋武，雍晓雨，周 俊

（1.南京工业大学 环境科学与工程学院，江苏 南京211800；2.南京工业大学 生物与制药工程学院，江苏 南京211800；3.山西农业大学 资源与环境科学学院，山西 太谷030801）

餐厨垃圾与市政污泥常规的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧与厌氧消化等，而通过协同厌氧消化回收餐厨垃圾与市政污泥中的资源和能源是未来的发展趋势［1］。餐厨垃圾中含有大量易降解的有机物，厌氧消化时，极易出现快速酸化，影响厌氧消化效率的问题［2］；市政污泥中存在有机质含量低且多为难降解的大分子有机物、菌体及有毒物质等，在进行厌氧消化时，存在有机物去除率低，产气效率低以及有毒物质对厌氧功能微生物的毒害等问题。餐厨垃圾和市政污泥混合厌氧消化能够降低混合底物中的有毒物质的浓度，改善碳氮比，进而提高混合厌氧消化系统中产甲烷的效率和稳定性。王永会等［3］研究了餐厨垃圾与剩余污泥的混合比例对混合消化的产沼气协同效应时指出：混合消化具有明显的协同效应，提高了系统的稳定性；黄月等［4］研究发现：混合消化不仅能够缩短厌氧消化的时间，还能够提高甲烷产量。朱英东等［5］研究也发现：餐厨垃圾与剩余污泥混合发酵可提高厌氧消化系统的稳定性。Gu等［6］研究发现：随着餐厨垃圾比例的增加，污泥及餐厨混合厌氧消化的甲烷产量逐渐增加。尽管市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化较单独厌氧消化有更强的优势［7］，但是在混合厌氧消化体系中的市政污泥仍然存在着降解性差的缺点［8－9］。针对市政污泥厌氧消化过程中胞外聚合物难以被降解、细胞壁难以被打破等问题［10］，国内外的研究人员在市政污泥的不同预处理领域进行了广泛的研究［11］，发现通过不同的预处理方式能够打破市政污泥中菌体的细胞壁，从而促进市政污泥胞外多聚物的降解，提高市政污泥厌氧消化性能［12］。常见的市政污泥预处理方法有热水解、超声处理、碱处理、冷冻法及生物法等，其中热水解及碱处理两种方式具有破壁效果好、处理后的污泥易于脱水等优点［13］。目前的研究中对餐厨垃圾与市政污泥的混合厌氧消化研究多集中于混合比例、反应机制等方向，而在底物的预处理方式对混合厌氧消化效果方向上的研究较少，对市政污泥预处理后混合厌氧消化产甲烷差异的微生物机制方面的研究相对较少。

基于以上认识，本研究采用热处理、碱处理和热碱联合处理［14］的3种不同的市政污泥的预处理方式，并设置未处理的污泥作为对照试验组，探讨市政污泥的不同预处理方式对市政污泥与餐厨垃圾混合中厌氧消化产甲烷的影响，通过高通量测序对不同厌氧消化体系的微生物的群落结构进行剖析，探讨不同预处理体系产甲烷差异的微生物学机制，以期确定一种对市政污泥／餐厨垃圾混合厌氧消化行之有效的预处理方式。

1 材料与方法

1.1 材料

实验中所使用的餐厨垃圾取自某大学食堂垃圾搜集桶，主要成分为米饭、肉类和蔬菜等，剔除硬物后将其充分粉碎至粒径约为5 mm。市政污泥取自南京某市政污水处理厂的浓缩污泥池。所有处理完成后的原料于－4℃冷冻保存待用，原料特性见表1。

表1 原料特性Table 1 Characteristics of substrates

1.2 实验仪器

GZX -9140 MBE型数控干燥箱，上海博迅实业有限公司；KSL -1100X型马弗炉，合肥科晶材料技术有限公司；K9860型全自动凯氏定氮仪，上海海能实验仪器科技有限公司；UB -7型pH值测定仪，美国丹佛仪器有限公司；KH -7200E型数控超声波清洗器，昆山禾创超声仪器有限公司；Vortex -5型涡旋仪，海门其林贝尔公司；SP6800A型气相色谱仪、热导检测器，山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司。

1.3 分析测定方法

TS采用真空烘箱干燥法测定，VS采用马弗炉灼烧法［15］测定；凯式氮采用全自动凯氏定氮仪测定，总有机碳采用重铬酸钾滴定法［16］测定；每日气体产量采用排水法测定；气体成分采用气相色谱仪测定［17］。待测样品经过7 500 r／min离心15 min，沉淀物待DNA提取测定使用。离心后的上清液通过0.45 μm的水系滤膜，收集可溶性组分，采用Eaton等［18］的方法测定上清液中的SCOD和氨氮。有机酸成分采用HPLC测定［19］，每组数据测定3组平行。

气体成分采用气相色谱仪测定：TCD检测器测定，检测器温度设定为120℃，HayeSepQ多孔高聚物类不锈钢填充柱尺寸为φ3 mm×2 m；柱箱温度、检测器温度和气化室温度分别为60、120和120℃；载气采用He，流速为50 mL／min；进样量为1 mL。

DNA样品提取测定方法：待测样品首先于7 500 r／min离心15 min，离心所得的样品使用PowerSoilDNA提取试剂盒（Mobiol Laboratories），按照其内的说明书步骤提取样品中的基因组DNA。提取完成的DNA样品交由上海美吉生物医药科技有限公司进行琼脂糖凝胶电泳与PCR纯化（引物为515F＿909R），然后进行高通量测序分析。

1.4 实验装置

实验中所用的主要实验装置如图1所示。

图1 厌氧消化装置Fig.1 Anaerobic digestion device

1.5 菌种的驯化方法

接种物取自南京工业大学生物能源研究所沼气站中的大型沼气罐，取其中混合消化液在38℃的餐厨垃圾与市政污泥的混合体系中驯化，至甲烷含量达到60%后得到的菌液作为接种物，接种物的TS质量分数为（6.23±0.05）%，VS质量分数为（3.06±0.02）%，pH为7.01±0.01。

1.6 市政污泥的不同预处理方式

预处理方法：取1.1中保存好的市政污泥将其分为4组。第1组不做处理，作为空白组；第2组通过投加5 mol／L NaOH／HCl调节pH至12.0±0.01，并稳定20 min，作为碱处理组；第3组在120℃的条件下加热30 min，然后冷却至室温，作为热处理组；第4组通过投加5 mol／L的NaOH／HCl调节pH至12.0±0.01，同时稳定20 min，然后于120℃加热30 min，最后冷却至室温，作为热碱处理组。4组市政污泥处理完成后放置于室温下的恒温振荡器上，以100 r／min振荡6 h，振荡结束后用1 mol／L NaOH／HCl调节pH至7.00±0.01。

1.7 混合厌氧消化实验

采用批式厌氧消化法，在1 L的实验室自制反应器（有效体积800 mL）中加入总VS为30 g的餐厨垃圾、预处理后的市政污泥和厌氧接种污泥。餐厨垃圾和预处理后的市政污泥的混合物与厌氧接种污泥的VS质量比例为2∶1，然后将餐厨垃圾与预处理后的市政污泥按照质量1∶1的VS比例，设定成4组实验组（空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组），每组设置3个平行实验。实验组初始pH调整至7.10～7.35之间；整个厌氧消化实验周期为30 d；每天测定产气量，3天取样一次，测定其他参数。

2 结果与讨论

2.1 不同预处理方法对混合厌氧消化系统产甲烷的影响

市政污泥的不同预处理方法对混合厌氧消化体系的单日沼气产量的变化见图2。由图2可知：随着厌氧消化的进行，从第3天开始，所有实验组体系逐渐呈现出一种先升后降的趋势。空白组在第5天与第12天分别出现了两个产沼气高峰，单日沼气产量分别为405和630 mL。碱处理组在第4天与第12天分别出现了两个产沼气高峰，单日沼气产量分别为310和730 mL。热处理组在第4天与第15天分别出现了两个产沼气高峰，单日沼气产量分别为293和790 mL。热碱处理组在第11天与第15天分别出现了两个产沼气高峰，单日沼气产量分别为920和930 mL。综上可知，3组预处理过的实验组的第二个产沼气高峰时间段的沼气产量均高于空白组。3组预处理过的实验组的单日最高沼气产量较空白组分别提高了15.87%、25.40%和47.62%。所有的预处理方式都能提高混合厌氧消化沼气的产量，其中热碱预处理组的提升效果最显著。

图2 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的单日沼气产量Fig.2 Daily biogas production of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

市政污泥的不同预处理方法对混合厌氧消化体系的单日甲烷产量的变化见图3。由图3可知：在整个厌氧消化阶段，所有实验组体系的单日甲烷产量均呈现出先升后降的趋势。空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的单日最高甲烷产量分别是457、549、547和689 mL，可见3组预处理过的实验组的单日甲烷产量明显高于空白组，碱处理组、热处理组和热碱处理组的单日最高甲烷产量较空白组分别提高了20.13%、19.69%和50.77%。热碱预处理后的实验组的单日甲烷产量在所有实验组体系中效果最为显著。

图3 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的单日甲烷产量Fig.3 Daily methane production of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的累计沼气产量见图4，其中图4（a）为累计沼气产量，图4（b）为单位VS累计甲烷产量。由图4（a）可知：碱处理组、热处理组和热碱处理组的累计沼气产量以及累计甲烷产量均明显高于空白组，空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的累计沼气产量分别为9 449、10 058、10 093和10 393 mL，累计甲烷产量分别为4 512、4 753、4 664和5 100 mL。较空白组而言，碱处理组、热处理组和热碱处理组的累计沼气产量分别提高了6.44%、6.81%和10.00%，累计甲烷产量分别提高了5.35%、3.36%和13.02%。由图4（b）可知：单位VS累计甲烷产量分别为225.61、237.68、233.18和255.00 L。较空白组而言，碱处理组、热处理组和热碱处理组的单位VS累计甲烷产量分别提高了5.35%、3.35%、13.03%。说明对市政污泥进行预处理能够提高混合体系的甲烷产量，其中对市政污泥进行热碱预处理是3种预处理方式中最佳的预处理方式。

图4 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的累计沼气产量Fig.4 Cumulative biogas production of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

图5 为不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的甲烷体积分数。由图5可知：在厌氧消化体系中甲烷体积分数水平随着厌氧消化进程的开展，持续升高至峰值，随后进入平稳阶段，最终随着体系中的有机物被分解后逐渐下降。空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的沼气中最高甲烷体积 分 数 分 别 为72.54%、75.16%、71.99%和74.93%。

图5 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的甲烷体积分数Fig.5 Methane volume fraction of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

2.2 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系SCOD、氨态氮的变化

图6 为不同预处理过后市政污泥的SCOD含量。由图6可知：空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的SCOD质量浓度分别为1 765、10 830、8 532和13 240 mg／L。碱处理组、热处理组和热碱处理组的SCOD质量浓度较空白组分别提升了513.60%、383.40%和650.14%。说明热处理和碱处理都能够促进胞外聚合物和胞内聚合物的降解，从而产生更多的可溶性COD［20］。但热处理时存在温度不够高、反应时间不够等方面问题，从而导致胞内有机物不能够被完全降解；碱处理组存在对低浓度碱弱敏感的细胞难以被破坏，而较高碱浓度会抑制后续的厌氧反应等方面的问题，容易导致部分的细胞始终无法被破坏［21］。热碱处理中碱能够在一定温度下加快胞外聚合物降解及破坏大部分细胞壁，使温度能够快速进入细胞内部，减少热处理时间及提高胞内物质的降解率。因此，热碱处理组的SCOD要高于热处理组和碱处理组，这与郭海刚［22］的研究结果是一致的。

图6 不同预处理的市政污泥的初始SCODFig.6 SCOD of different pretreated municipal sludge at the beginning of the anaerobic digestion

不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化过程中SCOD的变化见图7，从图7可以看出：空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的初始SCOD质量浓度分别为8 567、11 735、12 210和13 390 mg／L。空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组从第1天至第9天的SCOD质量浓度迅速升高，分别为10 155、13 995、14 747、16 292 mg／L。所有实验组SCOD的质量浓度均在第9天达到了顶点，较第1天分别提升了18.53%、19.26%、20.78%和21.68%。说明体系中混合底物被迅速分解，消化液中可利用的可溶性物质增加了，热碱处理组的SCOD含量提升得最多，说明对市政污泥热碱预处理的方式能使水解效果达到更好的状态［23］，从而提高甲烷产量。

图7 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化SCOD的变化Fig.7 Changes of SCOD content of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

第9天后所有体系的SCOD质量浓度开始逐渐下降，到厌氧消化结束后，空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组中的SCOD质量浓度分别为3 898、3 890、4 089和4 119 mg／L，空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的SCOD的降解率分别为54.50%、66.85%、66.51%和69.24%，碱处理组、热处理组和热碱处理组SCOD的降解率较空白组分别提高了22.66%、22.04%和27.05%。可见，热碱处理组对混合底物的利用率要比其他实验组更高。

不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化氨氮的变化见图8。由图8可知：起始氨氮值在空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组中分别为564、439、437和334 mg／L。所有实验组体系在前9天有一个迅速的积累升高，这主要是由于底物中的蛋白质及一些含氮量高的有机物水解释放出大量的氨氮。在第9天后直至厌氧消化结束，氨氮的变化维持在一个相对稳定的范围。最终，空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组在厌氧消化结束时期氨氮质量浓度分别维持在3 118、3 081、3 500和3 614 mg／L。所有实验组体系的氨氮浓度在整个厌氧消化周期中始终保持在一个合理的范围内，未出现Goldmamm等［24］提出的氨氮抑制现象。

图8 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化氨氮浓度的变化Fig.8 Changes of ammonia nitrogen content of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

2.3 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系TS、VS的变化

所有实验组体系厌氧消化前后的消化液中TS与VS的变化见表2。本实验控制所有实验组体系的初始TS质量分数在（5.47±0.08）%范围内，初始VS质量分数在（3.75±0.05）%范围内。由表2可知：厌氧消化周期结束后空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的混合液中TS的最终质量分数分别为（3.91±0.02）%、（3.67±0.01）%、（3.67±0.03）%和（3.65±0.01）%，TS的降解率分别为（28.52±0.02）%、（32.91±0.02）%、（32.91±0.03）%和（33.27±0.03）%。碱处理组、热处理组和热碱处理组的TS的降解率较空白组分别提高了15.39%、15.39%和16.65%。厌氧消化周期结束后空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的VS的最终质量分数分别为（1.88±0.01）%、（1.78±0.02）%、（1.78±0.03）%和（1.71±0.02）%，VS的降解率分别为（49.87±0.03）%、（52.53±0.03）%、（52.53±0.04）%和（54.40±0.03）%。碱处理组、热处理组和热碱处理组的VS的降解率较空白组分别提高了5.33%、5.33%和9.08%。可见，热碱处理组对于混合底物有机质的降解率较其他实验组体系更高，这与Fuess等［25］的研究结论一致。

表2 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化前后消化液中TS与VS的变化Table 2 TS and VS content of digestion liquid before and after different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

2.4 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系中微生物多样性的影响

2.4.1 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系在门水平上的原核微生物组成的影响

不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系在门水平上的原核微生物组成见图9。从图9可知：图中I（Initial stage）代表的是厌氧消化初期，P（Peak stage）代表的是厌氧消化高峰时期，F（Finish stage）代表的是厌氧消化结束时期，所有实验组的厌氧消化体系中的微生物的种类比较集中，丰度主要 集 中 在Bacteroidetes、Firmicutes、Thermotogae、Proteobacteria以及广古菌门，但比例有所不同。

图9 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化在门分类水平上的微生物群落组成Fig.9 Composition of microbial community at phylum level in different pretreated MS and FW during anaerobic digestion

空白组样品中的Bacteroidetes所占比例在24.02%～32.44%，Firmicutes所占比例在8.26%～32.37%，Thermotogae所占比例在1.01%～15.25%，Proteobacteria所占比例在2.65%～35.71%；碱处理组的样品中的Bacteroidetes所占比例在23.59%～32.18%，Firmicutes所占比例在8.01%～29.48%，Thermotogae所 占 比 例 在2.20%～20.01%，Proteobacteria所占比例在2.68%～38.47%；热处理组的样品中的Bacteroidetes所占比例在24.00%～40.74%，Firmicutes所占比例在7.46%～38.59%，Thermotogae所 占 比 例 在5.81%～16.82%，Proteobacteria所占比例在2.87%～18.03%；热碱处理组的样品中的Bacteroidetes所占比例在32.76%～42.15%，Firmicutes所占比例在9.59%～28.38%，Thermotogae所 占 比 例 在6.01%～11.12%，Proteobacteria所占比例在3.64%～15.33%；整个厌氧消化过程中，起水解作用的Bacteroidetes与Firmicutes这两种菌群在厌氧消化微生物的菌群中占了35%～60%的比例。

所有实验组的混合厌氧消化体系中的古菌菌群主要是Euryarchaeota，空白组的产气高峰阶段的Euryarchaeota所占比例在5.37%；碱处理组的产气高峰阶段的Euryarchaeota所占比例在7.13%；热处理组的产气高峰阶段的Euryarchaeota所占比例在6.99%；热碱处理组的产气高峰阶段的Euryarchaeota所占比例在7.85%，可见预处理实验组中的Euryarchaeota的比例均高于空白组，这与刘传发等［16］的研究结论一致。碱处理组、热处理组和热碱处理组的产气高峰阶段的Euryarchaeota所占比例较空白组分别提高了32.77%、30.17%和46.18%，而碱处理组、热处理组和热碱处理组的单日最高产甲烷量较空白组分别提高了20.13%、19.69%和50.77%。

2.4.2 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系的细菌菌群在属水平上的变化

不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系的细菌菌群在属水平上的群落结构变化见图10。由图10可知：图中I（Initial stage）代表的是厌氧消化初期，P（Peak stage）代表的是厌氧消化高峰时期，F（Finish stage）代表的是厌氧消化结束时期。

Macellibacteroides是所有体系中丰度最高的属，在产气高峰时期分别达到了空白组的14.19%、碱处理组的19.27%、热处理组的14.90%和热碱处理组的17.21%。Macellibacteroides是最为典型的消化菌，可以降解厌氧消化系统中的有机质［27］。因此在水解酸化阶段，空白组、碱处理组、热处理组和热碱处理组的Macellibacteroides丰度从产气初期增长至产气高峰阶段，然后在产气末期缓慢下降。由图10可知：所有预处理过的实验组的Macellibacteroides在产气高峰时期的丰度都高于空白组。Erysipelotrichaceae菌与产生短链小分子有机酸有关，预处理组中显著高于空白组，热碱处理组中Erysipelotrichaceae的丰度在末期的丰度最高为19.21%。产H2乙酸菌的Syntrophomonas的丰度在所有 体 系 中 也 有 较 多 的 占 比［28］，空 白 组 的Syntrophomonas所占比例从产气初期的空白提升到了产气高峰的17.31%，随后在产气末期降至7.07%；碱处理组的Syntrophomonas所占比例从产气初期的空白提升到了产气高峰的17.72%，随后在产气末期降至6.74%；热处理组的Syntrophomonas所占比例从产气初期的0.62%提升到了产气高峰的12.22%，随后在产气末期降至8.42%；热碱处理组的Syntrophomonas所占比例从产气初期的2.27%提升到了产气高峰的9.00%，随后在产气末期降至7.14%。Petrimonas在厌氧消化体系中的作用与Syntrophomonas相似，属于产H2乙酸菌［29］。热碱处理组的Petrimonas的丰度从产气初期的0.91%提升到了产气高峰的6.84%，随后在产气末期降至6.64%。热碱处理组的Petrimonas丰度在高峰时期的丰度在所有体系中最佳。

图10 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的细菌属分类水平上的微生物群落组成Fig.10 Composition of microbial community at phylum level in different pretreated MS and FW during anaerobic digestion

2.4.3 不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系的古菌菌群在属水平上的变化

图11是不同预处理的市政污泥对混合厌氧消化体系的古菌菌群在属水平上的变化。其中，图11中的I（Initial stage）代表的是厌氧消化初期，P（Peak stage）代 表 的 是 厌 氧 消 化 高 峰 时 期，F（Finish stage）代表的是厌氧消化结束时期），由图11可知：所有实验组的混合厌氧消化体系中广古菌门主要包括的属有Methanosarcina、Methanobacterium、Methanolinea、Methanoculleus和甲烷囊菌属Methanoculleus等。所有实验组体系的样品中主要产甲烷古菌是Methanosarcina，空白组的Methanosarcina所占比例从产气初期的20.05%提升到了产气高峰时期的36.08%，随后在产气末期降至21.82%；碱处理组的Methanosarcina所占比例从产气初期的7.97%提升到了产气高峰时期的52.36%，随后在产气末期降至25.05%；热处理组的Methanosarcina所占比例从产气初期的2.09%提升到了产气高峰时期的46.73%，随后在产气末期维持在50.25%；热碱处理组的Methanosarcina所占比例从产气初期的12.93%提升到了产气高峰时期的58.81%，随后在产气末期降至29.89%。从开始产甲烷效果的主要菌群Methanosarcina来看［30］，所有预处理实验组在产气高峰时期的Methanosarcina的丰度较空白组都有显著的提升，结合产气效果对比发现，预处理实验组能够提高产甲烷菌的丰度，进而提高整个厌氧消化体系的产甲烷量。

图11 不同预处理的市政污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化的古菌属分类水平上的微生物群落组成Fig.11 Composition of microbial community at phylum level of different pretreated municipal sludge and food waste during anaerobic digestion

3 结论

1）热处理、碱处理及热碱处理都能够破坏市政污泥的细胞结构，使污泥中可溶性有机物释放至液相中，提高混合厌氧消化产甲烷的效率。在3组预处理实验组中，热碱处理组的效果最好，累计甲烷产量较空白组提高了13.03%。

2）预处理实验组的SCOD去除率、TS去除率和VS去除率较空白组都有一定程度的提升。其中热碱处理组的提升幅度最大，其SCOD、TS和VS的降解率较空白组分别提高了27.05%、16.65%和9.08%。

3）所有实验组体系中的细菌丰度比较大的菌群 为Bacteroidetes、Firmicutes、Thermotogae及Proteobacteria，预处理实验组中起水解及产酸作用的菌群较空白组都有提升，说明经过预处理后市政污泥中难降解的有机物溶出使得功能性微生物菌群富集的速度较快，有利于厌氧消化体系的进行。

4）在古菌方面，所有实验组体系中丰度较大的古菌属为Methanosarcina，所有预处理实验组的Methanosarcina在产气高峰时期的丰度较空白组都有一个显著的提升，其中热碱预处理组中提升的比例最大。