初始pH值对产氢产乙酸/耗氢产乙酸两段耦合工艺定向生产乙酸的影响

以葡萄糖为底物，以经加热预处理并活化过的厌氧污泥为种泥，研究了初始pH值对产氢产乙酸，耗氢产乙酸两段耦合工艺厌氧发酵定向生产乙酸的影响。实验考察了7个初始pH值（5、6、7、8、9、10、11）条件下的底物降解、产物产生和发酵过程pH值的变化。结果表明：产氢产乙酸段初始pH值的变化不仅影响本阶段产酸，而且影响耗氢产乙酸段产酸。初始pH=5时主要进行乙醇型发酵；pH：6和7时主要进行丁酸型发酵；pH=8时混合酸型发酵类型逐渐占优势，pH=8～11时均以乙酸为主要产物，耦合系统生产乙酸最优初始pH值为10。在初始pH=8-11范围内，产氢产乙酸段初期的乙醇浓度一般较高，但到后期因乙醇被微生物进一步代谢转化成乙酸而使其含量下降。

调控pH促进污泥产酸及两相耦合系统定向产乙酸

应用产氢产酸/同型产乙酸两相耦合工艺对市政污泥进行厌氧发酵,以实现高效产乙酸的目的。首先通过摇瓶试验考察了pH(7、8、9、10、11)对污泥产酸产气效能的影响,结果显示:pH=9为最佳产酸条件,乙酸最高浓度达8.23g/L,产乙酸速率为0.56g/(L.d);pH=7为最佳产气条件,产气速率为35.5mL/(L.d)。而后调节产氢产酸相(A相)的pH值使两相耦合工艺先后在最佳产酸及最佳产气条件下运行,对比乙酸总产量的差异。结果表明:系统在pH=9和pH=7下运行时所产乙酸总量分别为47.9、35.1g,前者较后者高36.5%;虽然pH=7时能显著提高同型产乙酸相(H相)的产酸效能,但不足以抵消A相产酸不利带来的损失。可见,调控产氢产酸相的pH值为9可促进污泥产酸并实现污泥发酵定向产乙酸。

产氢产酸/同型产乙酸两相耦合工艺厌氧发酵市政污泥生产乙酸

采用一种新的产氢产酸/同型产乙酸两相耦合工艺对市政污泥进行厌氧发酵,以实现高效产乙酸的目的.结果表明,采用该两相耦合工艺对市政污泥厌氧发酵能很好地促进乙酸的生成,实验条件下,产氢产酸相乙酸最高浓度达到4.27g/L,同型产乙酸相乙酸最高浓度则为1.07g/L,乙酸产率和VFA产率分别达到0.42g/gVS和0.69g/gVS,与非耦合系统相比,分别提高了61.5%和53.3%.实验结果还证明,污泥经热碱法预处理之后再厌氧发酵,能更有效地产酸,与不经过预处理的污泥原液发酵相比,前者的产氢产酸相乙酸浓度比后者提高了2.9倍.

稳定同位素表征有机物甲烷化代谢动力学

有机物甲烷化可通过乙酸发酵型、氢营养型和甲基营养型3种途径进行,确定各个途径对甲烷生成的贡献率是其动力学研究的基本问题,稳定同位素示踪技术是研究生态体系甲烷主导生成途径的创新方法。本文综述了稳定同位素技术表征甲烷生成途径的方法进展及影响测试解析结果的因素。产甲烷过程中的稳定同位素分馏效应是影响测试结果解析的关键,甲烷菌类型、生长阶段、底物丰度、温度等是其主要影响因素;对典型产甲烷生态体系进行控制实验,积累分馏效应数据及联合应用微生态分子生物学表征方法,是提高稳定同位素技术对甲烷生成途径区分水平的可行方法。联合应用稳定同位素表征技术和微生态原位表征方法,对高浓度有机酸胁迫条件下的生物质类有机物厌氧发酵甲烷化途径的研究结果表明,面临高浓度有机酸迅速累积的环境,中温发酵条件下,优势菌种为甲烷八叠球菌,依时间次序,通过乙酸发酵和氢营养型途径利用累积的有机酸产生甲烷;而在高温条件下,有机酸则通过乙酸氧化和氢营养型甲烷化途径的串联反应被降解。运用稳定同位素表征技术揭示甲烷生成途径可为针对性的微生态调控提供依据。