2-溴乙烷磺酸钠对ABR反应器运行效果和微生物菌群结构的影响

针对厌氧反应器酸化问题,研究了2-溴乙烷磺酸钠(2-bromoethane sulfonate,BES)对厌氧折流板反应器(ABR)运行效果、中间代谢产物挥发性脂肪酸(VFA)及微生物群落结构的影响。结果表明,BES会导致ABR反应器处理效能降低,当BES投加量为0.27mmol/L时,CODCr去除率由95%降到10%以下。BES的投加加剧了ABR反应器酸化风险,导致出水pH降到5.5以下,反应器内VFA明显积累,丁酸、戊酸和己酸等占VFA总量的36%以上,出水VFA浓度达到15.3mmol/L左右;此外,BES的投加导致产甲烷菌的相对丰度降低25%左右,而产氢产乙酸菌及耗氢产乙酸菌的相对丰度分别增加了9%和7%。PCR-DGGE和多样性指数结果表明,BES的投加显著影响了ABR反应器内各隔室的微生物种群结构,导致反应器的细菌种群多样性及丰富度指数均有所减少,优势微生物种群由厚壁菌门、杆菌属变为拟杆菌门、螺旋菌门及δ-变形菌门。

甲烷化抑制剂在微生物电化学合成乙酸系统中的生物抑制效应

研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化。结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO_2还原的主导产物,最大生成速率达0.95 mmol·L^(-1)·d^(-1),8 d反应时间甲烷中电子回收率达55.0%,16S r RNA测序结果显示固态阴极的主要菌群为Methanobacteriaceae。BES的添加基本抑制了产甲烷菌的活动,使得乙酸成为主导产物,其合成速率最高达2.22 mmol·L^(-1)·d^(-1),系统总电子回收率达67.3%。Rhodocyclaceae(15.1%),Clostridiaceae(11.9%)、Comamonadaceae(11.1%)和Sphingobacteriales(11.0%)为主要菌群。研究结果表明了微生物电化学合成系统中抑制甲烷生成对调控微生态结构,从而调控电化学终产物的重要性。