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厌氧酸化和产氢技术广泛应用于多种废水的治理过程中,如何调控环境因素以获得不同的酸化和产氢效果,是研究的热点问题;而磁场已被发现能促进微生物生长并提高其活性。因此,本实验采用两个大小相同且运行条件一致的连续流厌氧流化床反应器,以剩余污泥为种泥,对比研究了外加磁场对厌氧酸化和产氢过程的影响,在此基础上,进一步研究了p H值调整和短时曝气两种调控手段对该过程的影响;借助三维荧光扫描、扫描电镜、高通量测序等手段从微生物种群角度,初步解析了有无磁场作用下两种调控手段的影响机制。获得以下结论:(1)磁场能有效富集产乙酸产乙醇菌(Ethanoligenens),促进乙醇型厌氧发酵产氢。在中温(37℃)、进水有机负荷为15 kg COD/m~3/d,不控制p H条件下,外加70-80 m T磁反应器的产氢率最高达3.87 mol H2/mol glu,为无磁反应器的1.5倍,产酸过程以乙酸和乙醇为主,占比83.0%,同时促进了己酸的产生,为144.9 mg/L,为无磁反应器的2.3倍,Ethanoligenens菌占比71.5%;而无磁反应器以乙酸和丁酸为主,占比89.5%;两反应器的出水p H均在3.5~3.8,产甲烷率可达3 mol CH4/mol glu,产甲烷古菌均以Methanobacterium为主,分别占82.5%和98.7%,产甲烷量高影响了厌氧酸化产氢过程。(2)调控进水pH会改变厌氧酸化代谢途径,不利于厌氧产氢,且磁场会抑制产丙酸过程。通过调控进水p H使出水p H维持在4.5后,加磁反应器产氢率、产甲烷率下降至0.05 mol H2/mol glu、1.8 mol CH4/mol glu,产酸过程由产乙酸转向产丁酸,乙酸/丁酸由5降至3,己酸下降2.2倍,Ethanoligenens菌在细菌中占比73.1%,且无产丙酸菌Propionibacterium;而无磁反应器不产氢,产甲烷率下降至1.1 mol CH4/mol glu,产酸过程由产乙酸转向产丙酸,乙酸/丙酸由19降至5;两反应器产甲烷古菌仍以Methanobacterium菌为主,占比高于99.0%。(3)短时高强度曝气可明显抑制产甲烷过程,改变菌群结构,且磁场会促进乳酸菌产乙醇过程。闪曝后,加磁反应器几乎不产气,乙酸产量基本不变,不再产生丁酸、己酸,乙醇产量可达550.0 mg/L,Ethanoligenens菌相对丰度下降3倍,其它产酸菌Lactobacillus与Raoultella的相对丰度均上升至30%;无磁反应器产气量由2.87 L/d降至1.87 L/d,产甲烷率由1.6 CH4/mol glu降至0.6CH4/mol glu,乙酸、丙酸产量基本维持不变,丁酸、戊酸、己酸分别提高1.9、1.6、2.2倍,乙醇产量可达267.8 mg/L,Ethanoligenens菌相对丰度降幅小于5%,Bifidobacterium菌的丰度增至19.6%。