有机负荷及pH控制对餐厨垃圾厌氧消化性能及微生物群落动态的影响
本研究考察了不同有机负荷和高负荷胁迫下pH 控制对餐厨垃圾序批式厌氧消化性能及微生物群落的影响.当有机负荷为7.5 g VS/L 时,甲烷产量达到547.8 ± 27.8 mL/g VS.但在较高负荷(15 和30 gVS/L)时,甲烷产率受到有机酸的抑制.在15 gVS/L 时,产气滞后期长达31天,30 gVS/L 时有机酸累积至12800 mg/L 以上,强烈抑制甲烷生成,甲烷产量仅8.0 ± 1.0 mL/g VS.此时,将单一生态因子pH 控制在6.5、7.0 和7.5,可显著改善超高负荷下有机酸抑制问题,表现为控制pH 的反应器产气滞后期更短、甲烷产率峰值和甲烷含量更高、有机酸降解更迅速.15 gVS/L 时将pH控制在7.5 时,甲烷产量最高为549.3 ± 26.3 mL/g VS,甲烷含量为69.8 ± 3.7％.高通量测序分析发现,系统酸化的同时细菌科Syntrophomonadaceae 和unidentified Bacteroidales相对丰度显著下降,而unidentified Clostridiales 显著生长.在超高负荷与pH 控制耦合影响下,厌氧系统表现出来的高稳定性与产甲烷菌属Methanosarcina 显著生长密切相关.Methanosarcina具有最多样的产甲烷途径,能提高系统对有机酸的耐受性.此外,调节pH 能刺激互营细菌Syntrophomonadaceae 生长,同时有助于维持氢营养型产甲烷菌较高的活性,因而确保了互营细菌与产甲烷菌间建立高效互营关系,避免有机酸过度累积.微生物群落多样性分析表明,古菌对有机负荷和pH 变化比细菌更敏感.pH 控制对产甲烷菌的适应性选择导致古菌群落多样性显著下降.
厌氧消化 餐厨垃圾 沼气 甲烷 pH值控制 微生物群落
郑永浩 李润东 张万里
沈阳航空航天大学能源与环境学院,辽宁省清洁能源重点实验室,沈阳 110136
国内会议
成都
中文
363-369
2021-05-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）