论文部分内容阅读
厌氧消化过程中,体系有机负荷高、原料相对复杂等因素会导致系统中挥发性脂肪酸(VFAs)的累积,引起系统酸化、抑制微生物的生长,从而影响系统稳定性.本研究利用丙酸互营氧化菌群,通过两相反应器间的循环作用,实现了对酸化、不稳定的厌氧消化系统的修复.实验分为三个主要阶段:阶段一,酸化阶段;阶段二,修复阶段;阶段三:稳定产气阶段.在阶段一期间,以秸秆和餐厨为混合原料启动两个实验室规模的CSTR厌氧消化反应器,12d内CSTRcontrol和CSTRtreatmentVFAs迅速累积至19.83g/L和19.05g/L,反应器酸化,产甲烷作用停止.第二阶段中,将酸化后的CSTRtreatment与CSTRreco、ver通过过滤器Separater相连接,CSTRreco、ver中具有能有效降解VFAs的丙酸互营氧化菌群.通过CSTRtreatment与CSTRreco、ver消化液的逐步循环、稀释作用,18d后,CSTRtreatment恢复了正常产甲烷代谢作用,进入第三阶段.厌氧消化结束时,CSTRtreatment中VFAs降解率可达100.00％,TS产气率为456.49L/kg,水稻秸秆纤维素和半纤维素降解率分别为47.29％和45.69％.通过微生物群落结构分析发现,酸化过程中CSTRcontrol和CSTRtreatment中的主要优势细菌为Unclassified Clostridiales,Clostridium和Ruminiclostridium;优势古菌为Methanosarcina,Methanobacterium和Methanoculleus.修复过程中,伴随着VFAs降解率的提高,CSTRtreatment中细菌Acinetobacter,Syntrophomonas,Petrimonas相对丰度逐渐增加;执行产甲烷作用的古菌主要为Methanosarcina,Methanobacterium和Methanoculleus.随着CSTRrecover与CSTRtreatment之间消化液的逐步循环作用,两反应器中细菌和古菌的优势物种及其丰度逐渐趋同.