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泔脚废油脂具有易获取、高有机质等特性,它是环境污染物,但同时又是理想的废弃物资源。对泔脚废油脂进行资源化利用,不仅可以提高我国废弃物资源产能的利用率,而且还能提升泔脚废油脂的利用价值。厌氧发酵是目前泔脚废油脂资源化利用的主流方式。泔脚废油脂厌氧发酵产挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)的效果较其他废弃物有所不同,其产VFAs主要以产奇数碳VFAs(Odd Carbon Volatile Fatty Acids,OCFA)为主,且高浓度的OCFA可作为碳源合成韧性极佳的可生物降解塑料聚羟基戊酸酯(ployhydroxyvalerate,PHV),为实现PHV的定向调控和降低合成成本奠定了基础。因此利用泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA为废弃物资源化利用提供了一条有价值的研究途径,具有广阔的发展前景。本课题旨在强化泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA效能并对其产OCFA的机理进行探索。以泔脚废油脂为研究对象,采用批次试验,研究含油量对泔脚废油脂产OCFA的影响,考察了发酵过程中VFAs浓度、OCFA浓度及溶解性有机物的变化规律,同时结合响应曲面法确定泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA的最佳含油量。为了提高泔脚废油脂的水解效率从而促进其产OCFA的效能,采用温度、脂肪酶和超声波预处理技术对泔脚废油脂进行强化产OCFA,考察三种预处理技术对OCFA浓度的影响,确定促进泔脚废油脂产OCFA的最佳预处理技术。在此基础上,通过研究泔脚废油脂中LCFA(Long Chain Fatty Acids,LCFA)含量及组分的变化情况,同时结合微生物群落结构分析,对泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA的机理进行探索。研究结论如下:10 g/L含油量是泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA的临界点。当含油量低于10 g/L时,含油量的提高对OCFA的浓度和产酸的最佳发酵时间均有促进作用,而高于10 g/L时,含油量越高,产酸浓度越低且最佳发酵时间滞后。同时,采用响应曲面法获得的泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA的最优条件为:发酵时间为5.2天,含油量为11.32 g/L。超声波是促进泔脚废油脂厌氧发酵产OCFA的最佳预处理技术。最佳超声强度为300 W/L,能使反应器中OCFA/VFAs的占比值提高至82%,且相较于其他两种预处理技术,超声波预处理技术对泔脚废油脂产OCFA的效果最好、稳定性最佳,同时还能有效促进泔脚废油脂中丙酸的溶出。LCFA对泔脚废油脂产OCFA的影响显著,影响泔脚废油脂产OCFA的主要组分是棕榈酸和油酸。其中油酸在泔脚废油脂中大量存在,经超声波预处理后其含量及占比明显增加,且油酸降解能产生较高浓度的丙酸,故油酸是影响泔脚废油脂产OCFA的优势性因素;反应器中存在大量与厌氧发酵产OCFA有关的菌群,如Veillonellaceae菌科、Propionispira菌属等,是使得泔脚废油脂厌氧发酵产VFAs以产OCFA为主的原因之一。综上可知,控制反应器中的含油量,同时采用超声波预处理泔脚废油脂,能显著强化系统产OCFA的效能,且系统中存在大量的油酸及产丙酸菌是促使泔脚废油脂产OCFA的原因之一。