微量金属元素强化餐厨垃圾厌氧消化及其微生物群落解析

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leijian_118
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厌氧消化技术以集废物处理、能源回收、生态良性循环为一体的优势成为目前餐厨垃圾处理的主流技术。大量研究表明餐厨垃圾(FW)厌氧系统高负荷下长期运行常会出现有机酸(VFA)累积抑制而系统失衡,而添加微量金属元素(TEs)是强化餐厨垃圾厌氧消化的有效手段。本研究系统考察了典型微量金属元素Fe、Co、Mo、Ni对固定负荷、逐级提高负荷下及酸抑制胁迫下餐厨垃圾厌氧消化性能及微生物群落的影响。结果表明,在低(2 g VS/L·day)、中(4g VS/L·day)负荷下,未补充TEs的厌氧系统虽能维持稳定,但产气量显著低于补充TEs的反应器;在高负荷(6 g VS/L· day)下,未补充TEs的系统受VFA抑制而在第89天停止产气,而补充TEs的系统稳定运行,甲烷产率达518.1 mL/g VSadded。逐级提升负荷下,未添加TEs的系统(R5、R6)分别于第128、105天停止产气,而添加TEs的系统(r5、r6)则始终维持良好的性能。当R5、R6受VFA抑制时,Methanosaeta相对丰度逐渐降低,而r5和r6中,补充TEs促进Methanosaeta始终优势生长,丰度达57.3%和62.5%。VFA抑制初期,仅调节pH对产甲烷菌活性无显著的恢复作用,系统在第139天停止产气,而在添加TEs及调节pH与添加TEs组合策略的作用下,系统逐渐恢复正常,甲烷产率达505.0、506.38 mL/g VSadded。VFA抑制中期,仅调节pH或补充TEs的系统分别于第133天和第129天停止产气,而在调节pH与添加TEs组合策略的作用下,系统性能逐渐恢复,厌氧生化反应再次达到平衡。TEs在酸抑制胁迫下产甲烷菌活性恢复中发挥了关键的作用,促进乙酸营养型产甲烷菌Methanosaeta生长,重新成为优势菌种,解乙酸成为主要的产甲烷途径。
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