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不同pH下糖蜜废水的厌氧产酸发酵类型及微生物群落结构解析

发布时间:2018-05-24 06:06

  本文选题:厌氧接触式反应器 + 产酸发酵 ; 参考:《环境科学研究》2016年09期


【摘要】:为寻求厌氧产酸发酵反应器的适宜控制参数和微生物学机制,以ACR(厌氧接触式发酵制氢反应器)为试验平台,通过分阶段调控反应器的p H,考察不同pH下ACR系统的产酸发酵类型和产氢性能,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCRDGGE)技术对微生物群落结构进行了解析.以糖蜜废水为基质,以城市污水厂剩余污泥为种泥,在污泥接种量(以MLVSS计)为3.58 g/L、进水ρ(CODCr)为5 000 mg/L、HRT为12 h条件下,分别考察了系统在p H为6.0~6.5、5.5~6.0、5.0~5.5、4.5~5.0条件下的运行特性.结果表明,在pH为4.5~5.0时,系统中以Ethanoligenens harbinense YUAN-3为代表的产氢菌群占优,呈现典型的乙醇型发酵特征,活性污泥表现出的产氢性能最佳,其氢气转化率和污泥的比产氢速率分别为1.9 mol/mol和7.8 mmol/(g·d).在pH为5.5~6.5、5.0~5.5的条件下,Clostridium tyrobutyricum strain A1-3、Propionibacterium sp.B2M2分别成为优势菌群,系统分别呈现出丁酸型发酵、混合酸发酵类型.研究显示,随着p H的改变,系统内的产酸发酵菌群随之发生更迭,在不同pH控制水平下形成不同的顶级微生物群落结构,进而使得系统呈现出不同发酵类型和产氢性能.
[Abstract]:In order to find the suitable control parameters and microbiological mechanism of anaerobic acid producing reactor, ACR (anaerobic contact fermentation hydrogen production reactor) was used as the test platform. The type of acid fermentation and hydrogen production performance of ACR system under different pH were investigated by phased regulation of the reactor's P H, and the polymerase chain reaction denatured gradient gel electrophoresis (PCRD) was used. GGE) the microorganism community structure was analyzed. With molasses wastewater as the matrix, the sludge of the municipal sewage plant was used as the slime, the sludge inoculation amount (MLVSS) was 3.58 g/L, the influent rho (CODCr) was 5000 mg/L and HRT was 12 h, and the operating characteristics of the system under P H as 6.0~6.5,5.5~6.0,5.0~5.5,4.5~5.0 were investigated. The results show that when pH is 4.5~5.0, the group of hydrogen producing bacteria represented by Ethanoligenens harbinense YUAN-3 is dominant and presents typical ethanol type fermentation characteristics. The performance of hydrogen production by activated sludge is the best, and the hydrogen conversion rate and the ratio of hydrogen production to sludge are 1.9 mol/ mol and 7.8 mmol/ (G D) respectively. The condition of pH is 5.5~6.5,5.0~5.5. At the same time, Clostridium tyrobutyricum strain A1-3 and Propionibacterium sp.B2M2 were the dominant bacteria groups respectively. The system showed butyric acid fermentation and mixed acid fermentation respectively. The study showed that with the change of P H, the acid producing bacteria group in the system changed and formed different top microbial communities at different pH control levels. It makes the system show different fermentation types and hydrogen production properties.
【作者单位】: 中国环境科学研究院水环境科学研究所;哈尔滨工业大学市政环境工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51508539) 国家水体污染控制与治理科技重大专项(2014ZX07405-001)
【分类号】:X703;X172

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本文编号:1927966

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