论文部分内容阅读
泔脚废油脂因其丰富的有机质含量、高含水率、种类繁多的微生物等特点决定了它既是一种污染物,又是一种资源,传统的处理方式已不能将这些废油脂在日常中有效去除。而厌氧发酵可使有机质经自身水解酸化转化为提高污水脱氮除磷的外加碳源、合成PHAs以及生产甲烷、H2等清洁能源的原料——挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids,VFAs）。大量研究显示蛋白质、碳水化合物类的餐厨垃圾以产偶数碳VFAs为主,而泔脚废油脂产奇数碳VFAs方面鲜有报道,研究废弃物厌氧发酵定向产酸能同时实现泔脚废油脂的回收利用与绿色能源的持续生产,具有广阔的发展前景。本课题旨在优化泔脚废油脂产奇数碳VFAs过程并分析内部结构。试验主要以泔脚废油脂为研究对象,通过初期筛选分成三类,采用间歇批次试验研究泔脚废油脂种类对产奇数碳VFAs的变化规律和特性,从中挑选一种产奇数碳VFAs成分及占比最高的发酵底物。以实际和模拟两种条件为对比,探究不同条件下对产奇数碳VFAs的影响以及机理。在此基础上,采用几种外在影响方式（接种污泥、配比、pH值、ORP值、投加甘油）对该油脂进行优化产酸,确定促进废油脂产奇数碳VFAs的最佳条件。最后采用基于16sRNA的高通量测序技术检测内部的结构,确定产生奇数碳VFAs的优势菌属。试验结果表明,在三种泔脚废油脂中,肥肉是既能多产奇数碳VFAs又能简单易得的废弃物,且溶解性蛋白质溶出量、酸化率较高,奇数碳VFAs最高可达到3356.47mg/L,占VFAs总含量的60.47%。泔脚肥肉和纯肥肉在发酵过程中产奇数碳VFAs的变化趋势相近。肥肉和污泥最佳配比为VS污泥:VS肥肉=2:1,最佳pH值范围为67,最佳ORP范围为100200mV,甘油最佳投加量为肥肉-甘油共发酵C:N=30:1时,奇数碳VFAs最高可达7995.08mg/L,占VFAs总量的91.86%,其中丙酸含量可达6316.11mg/L,占奇数碳VFAs的68.14%。在微生物水平分析中,在属水平上,韦荣球菌属（Veillonella）、不动细菌属（Acinetobacter）和假单胞菌属（Pseudomonas）在肥肉、肥肉-污泥中相对丰度占主导,其中韦荣球菌属中包括丙酸的优势菌株小韦荣球菌（V.parvula）促进丙酸的产生。甘油样品中主要是假单胞菌属促进奇数碳VFAs的产生,肥肉-污泥中以不动细菌属为主导的优势菌属提高其内在转化率,使奇数碳VFAs大幅增加。因此,泔脚废油脂中动物脂肪（肥肉）产奇数碳VFAs含量显著,能够水解酸化产生大量甘油并转化为丙酸,解决了各类废弃物厌氧发酵产酸类型均为偶数碳VFAs的问题。