厭氧條件下的生物儲存、氫分壓與微生物類群研究.pdf

1、本文采用厭氧序批式反應器(ASBR)和連續(xù)進水反應器,以葡萄糖為基質(zhì),研究不同操作條件下,由生物儲存引起的一系列反應器中污泥特性的變化。ASBR反應器中的基質(zhì)代謝存在著糖原的儲存。F/M越高,儲存的糖原量越多,相應地基質(zhì)直接降解為VFA的份額越少,單糖直接發(fā)酵過程的產(chǎn)氫速率則較為緩慢,從而導致反應器中的氫分壓較低。進水結束時,F/M為0.10和0.14的ASBR反應器中氫分壓分別為20.5Pa和15.4Pa。連續(xù)流反應器中的基質(zhì)代謝不存

2、在糖原的儲存,而是直接降解為VFA,單糖發(fā)酵產(chǎn)酸過程的產(chǎn)氫速率較快,反應器中氫分壓較高(平均值為57.3Pa)。污泥培養(yǎng)歷史對儲存的影響實驗表明,培養(yǎng)歷史與進水條件都是生物儲存的必要條件。生物儲存是長期適應一定環(huán)境條件(ASBR)的發(fā)酵產(chǎn)酸菌(稱之為儲糖菌)所具有的能力,并且只有在適宜儲存的條件下(高負荷瞬時進水)才表現(xiàn)明顯。F/M為0.14的ASBR與連續(xù)流反應器中,單位質(zhì)量污泥最大氫利用速率分別為24.65ml/g.h、60.81m

3、l/g.h,后者約為前者的2.5倍;單位質(zhì)量污泥最大產(chǎn)甲烷速率分別為6.134ml/g.h、15.62ml/g.h,后者約為前者的2.5倍。根據(jù)反應器中污泥利用氫和利用乙酸的比產(chǎn)甲烷活性,估算 F/M為0.14的ASBR和連續(xù)流反應器中利用氫和利用乙酸的產(chǎn)甲烷菌所占份額。結果為:在F/M為0.14的ASBR與連續(xù)流反應器中,利用氫的產(chǎn)甲烷菌占總污泥量的份額分別為1.9％和4.8%;利用乙酸的產(chǎn)甲烷菌占總污泥量的份額分別為3.4%(以甲烷

4、八疊球菌計)和21.5%(以產(chǎn)甲烷絲狀菌計)。ASBR和連續(xù)流反應器中利用氫的產(chǎn)甲烷菌和利用乙酸的產(chǎn)甲烷菌所占份額之比分別為4:7和1.6:7,由這兩種產(chǎn)甲烷菌份額之比的變化及產(chǎn)耗氫平衡角度來解釋不同反應器中不同的氫分壓。從VFA組成、氫氣產(chǎn)量、污泥活性等角度推斷不同反應器中的發(fā)酵類型,分析結果為:ASBR反應器為典型的丙酸型發(fā)酵,連續(xù)流反應器中則發(fā)生丁酸型發(fā)酵。根據(jù)鏡檢結果,推測甲烷八疊球菌(Methanosarcina)和產(chǎn)甲烷絲狀