目前,約 80%的世界能源供給依靠化石能源。在有機(jī)廢水處理的過(guò)程中,既可以去除污染物,又能夠回收生物氣的技術(shù)越來(lái)越受到青睞。廢水厭氧發(fā)酵處理過(guò)程具有去除污染物和回收生物氣的雙重作用,可回收利用的生物氣主要為甲烷和氫氣。pH 值是污水厭氧處理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一,它會(huì)影響到系統(tǒng)微生物的活性、營(yíng)養(yǎng)的攝取和產(chǎn)氣性能。厭氧發(fā)酵在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,常需要投加大量堿性物質(zhì)以維持較高的堿度和適宜 pH 值(7. 0 左右) ,這會(huì)增加運(yùn)行成本。有文獻(xiàn)報(bào)道一些耐酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌(如Methanobacteriaceae、Methanomicrobiales 和 Methanosarcinaceae)能在 pH 為 4. 4 的條件下存活,TAC-ONI 等也曾報(bào)道由于產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)酸性條件的適應(yīng),當(dāng)產(chǎn)甲烷系統(tǒng) pH 從 7. 0 下降到 4. 5 時(shí),與對(duì)照組相比,系統(tǒng)產(chǎn)甲烷活性增加了 30% 。如果能在較低的 pH 條件(如 pH 低于 4. 5)進(jìn)行厭氧發(fā)酵以處理有機(jī)廢水,可減少堿性藥劑的投加量從而節(jié)約運(yùn)行成本,也能拓寬厭氧處理工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。在厭氧發(fā)酵過(guò)程中,較高的有機(jī)負(fù)荷容易造成有機(jī)酸的大量積累,引起 pH 值大幅度下降,嚴(yán)重影響發(fā)酵性能,這一現(xiàn)象在厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中被稱為“酸化”。

　　研究發(fā)現(xiàn),厭氧發(fā)酵系統(tǒng)酸化會(huì)引起 pH 下降、產(chǎn)氣速率下降、COD 去除率降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)崩潰。在低 pH 值厭氧發(fā)酵系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)酸化現(xiàn)象,而目前針對(duì)酸化的研究主要為中性 pH 厭氧發(fā)酵系統(tǒng),對(duì)低 pH 厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中酸化的研究對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

　　本文利用已經(jīng)培養(yǎng)出顆粒污泥的厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器( anaerobic internal circulation reactor,AICR) ,通過(guò)提高有機(jī)負(fù)荷使系統(tǒng)出現(xiàn)酸化,在此過(guò)程中研究了酸化前后反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)的變化以及酸化后的厭氧顆粒污泥中微生物的組成情況,旨在探明酸化對(duì)低 pH 值厭氧系統(tǒng)的危害,為實(shí)際厭氧污水處理系統(tǒng)提供借鑒。

　　1　 實(shí)驗(yàn)材料和方法

　　1. 1 實(shí)驗(yàn)裝置

　　實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示,采用自制的 AICR。 此反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成,反應(yīng)器外壁纏繞電熱絲和保溫層以加熱保溫,通過(guò)溫控儀將反應(yīng)器內(nèi)溫度控制在(37 ± 1)℃。

　　反應(yīng)器下部為反應(yīng)區(qū)、上部為污泥回流區(qū)和污泥沉淀區(qū)。 反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)器頂部分別各設(shè)氣-液-固三相分離器。 反應(yīng)器總?cè)莘e為 10. 2 L(其中,反應(yīng)區(qū)容積為 3 L,沉淀區(qū)容積為 2. 2 L,回流區(qū)容積為5 L) 。

　　廢水從反應(yīng)器底部進(jìn)入,首先進(jìn)入下部反應(yīng)區(qū),反應(yīng)區(qū)內(nèi)有培養(yǎng)成熟的顆粒污泥床層。 廢水中 COD在此降解,同時(shí)產(chǎn)生生物氣。 氣、水和顆粒污泥在反應(yīng)區(qū)頂部的三相分離器進(jìn)行初次分離后,大部分顆粒污泥被截留在此區(qū)。 少部分被出水和氣體攜帶而出,隨混合液進(jìn)入上部的污泥回流區(qū),污泥回流區(qū)頂部還有一個(gè)三相分離器,進(jìn)行氣、固、液的進(jìn)一步分離。 顆粒污泥由沉淀區(qū)返回反應(yīng)區(qū),氣體經(jīng)水封瓶和流量計(jì)后可回收利用。 處理后出水進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)器。

　　1. 2 污泥接種與底物

　　接種污泥取自實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期運(yùn)行的厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥。 接種體積、混合液懸浮固體(MLSS)濃度和混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)濃度分別為 5L、65. 71 g·L - 1和 62. 81 g·L - 1。

　　實(shí)驗(yàn)進(jìn)水為模擬制糖廢水,進(jìn)水 COD 見(jiàn)表 1,加入適量的氮源(尿素)和磷源(磷酸二氫鉀)調(diào)節(jié)COD ∶ N ∶ P 的比例約為 700 ∶ 5 ∶ 1,按需投加 NaHCO3以調(diào)節(jié)系統(tǒng) pH 值,加入適量微量元素液以滿足微生物正常生長(zhǎng)代謝需求,微量元素溶液的組成為7. 38 mg·L - 1MnSO4 ,5 mg·L - 1NiCl2 ,0. 07 mg·L - 1(NH4 ) 6 Mo7O24 ,17 mg·L - 1K2 HPO4 ,13 mg·L - 1KI,4. 92 mg·L - 1FeSO4 ,40. 66 mg·L - 1MgCl,2. 1 mg·L - 1CoCl2 ,4. 88 mg·L - 1CuSO4 ,0. 84 mg·L - 1(CH3COO) 2 Zn。

 表 1　 反應(yīng)器在不同時(shí)間的實(shí)驗(yàn)參數(shù)

　　1. 3 實(shí)驗(yàn)方案

　　培養(yǎng)出顆粒污泥的厭氧發(fā)酵系統(tǒng),穩(wěn)定運(yùn)行 115 d 后,在其他條件不變的情況下,提高進(jìn)水 COD 濃度。 容積負(fù)荷從 29. 4 kg·(m3·d) - 1逐步增加到 58. 8 kg·(m3·d) - 1。

　　在第 231 天,系統(tǒng) pH 突然降低至 4. 0 以下,出水堿度低于 400 mg·L - 1,液相末端產(chǎn)物(揮發(fā)性有機(jī)酸和乙醇)與堿度的比值大于 10,即認(rèn)為系統(tǒng)處于過(guò)酸化狀態(tài),受到酸化沖擊。 酸化后,通過(guò)增加堿的投加量進(jìn)行系統(tǒng)酸化后的恢復(fù)。為分析酸化后系統(tǒng)微生物種群結(jié)構(gòu),在酸化后(第 245 天)采集污泥樣進(jìn)行高通量測(cè)序。

　　1. 4 分析方法

　　堿度( alkalinity) 、COD、MLSS 和 MLVSS 的測(cè)定參照標(biāo)準(zhǔn)方法,pH 和氧化還原電位(ORP)采用便攜式多參數(shù)測(cè)定儀( pH / Oxi 340i,德國(guó),WTW)測(cè)定,反應(yīng)產(chǎn)生氣體體積用濕式氣體流量計(jì)測(cè)量。

　　氣體體積分?jǐn)?shù)由配有 TCD 檢測(cè)器的氣相色譜( GC2088ITF,成都,成都儀器廠)檢測(cè),內(nèi)裝 PorapaKQ柱。 熱導(dǎo)檢測(cè)器、汽化室溫度和柱溫分別為 100、70 和 50 ℃。 以氮?dú)庾鳛檩d氣,載氣流量為 30 mL·min - 1�？偖a(chǎn)氣速率( total biogas production rate)計(jì)算:日產(chǎn)氣量(以物質(zhì)的量計(jì))除以反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積。氫氣產(chǎn)率( hydrogen production rate)由總產(chǎn)氣速率乘氫氣體積分?jǐn)?shù)得到。 甲烷產(chǎn)率( methane productionrate)由總產(chǎn)氣速率乘甲烷體積分?jǐn)?shù)得到。

　　揮發(fā)性有機(jī)酸(VFAs)和乙醇由配有 FID 檢測(cè)器(GC5890,南京,南京科捷分析儀器有限公司)的測(cè)定,內(nèi)裝 FFAP 毛細(xì)管柱。 氫氣作為燃?xì)?載氣為氮?dú)?其中氮?dú)饬髁繛?30 mL·min - 1。 檢測(cè)器溫度、柱溫和汽化室溫度分別設(shè)置為 230、100 和 230 ℃。 采取程序升溫,初始溫度 100 ℃,停留時(shí)間 3 min,升溫速度20 ℃·min - 1,終止溫度 180 ℃,停留時(shí)間 3 min。

　　微生物群落結(jié)構(gòu)采用高通量測(cè)序進(jìn)行分析,污泥樣采集后儲(chǔ)存于 - 80 ℃冰箱以備 DNA 的提取。 測(cè)序方法中引物體系能有效擴(kuò)增出 16S rDNA 的 3 個(gè)可變區(qū)(V3,V4,V5) ,能夠精確鑒定出包含古生菌在內(nèi)的更多的物種分類。 測(cè)序樣本經(jīng)檢驗(yàn)合格后,經(jīng)過(guò) PCR 擴(kuò)增、混樣、建庫(kù)及文庫(kù) QC,最后檢測(cè)合格的文庫(kù)進(jìn)行高通量測(cè)序,得到的測(cè)序數(shù)據(jù)會(huì)用于物種鑒定分析。 高通量測(cè)序詳細(xì)操作見(jiàn) FU 等在文中描述。

　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2. 1 酸化對(duì)系統(tǒng) pH 和堿度的影響

　　如圖 2 所示,在酸化前的穩(wěn)定階段,系統(tǒng)運(yùn)行 pH 為 4. 2 ~ 4. 5,發(fā)酵氣體中甲烷和氫氣各占 15% 和12% ,進(jìn)水 NaHCO3 日投加量為 45 g,進(jìn)水堿度約為710 mg·L - 1,堿度消耗量穩(wěn)定在(320 ± 40)mg·L - 1范圍內(nèi),出水堿度維持在 400 mg·L - 1以上。 當(dāng)進(jìn)水COD 濃度從 9 500 mg·L - 1提高至 12 000 mg·L - 1運(yùn)行 30 d 后,系統(tǒng) pH 降至 3. 94,出水堿度低于400 mg·L - 1,即系統(tǒng)受到酸化沖擊。

　　酸化后,為維持出水 pH 在 4. 2 ~ 4. 5 范圍內(nèi),在不改變其他運(yùn)行參數(shù)的情況下,從 231 d 開(kāi)始,NaHCO3 的日投加量從 45 g 升至 50 g,并逐漸增加,當(dāng)升至 90 g 時(shí)(第 240 天) ,系統(tǒng)出水 pH 穩(wěn)定在4. 2 ~ 4. 5 范圍內(nèi)。 進(jìn)水堿度隨 NaHCO3 的增加而增加,最終維持在 1 385 mg·L - 1左右才可保障出水的pH 維持在 4. 2 以上。 酸化后,堿度的消耗量逐漸增加,最終穩(wěn)定在 900 mg·L - 1左右。 酸化導(dǎo)致系統(tǒng)堿度消耗量的增加的原因可能是:一方面,酸化使系統(tǒng)緩沖能力的穩(wěn)定性遭到破壞,并且 pH 大幅度下降,酸化后需要外界長(zhǎng)期提供較高的堿度以恢復(fù)系統(tǒng)的緩沖能力,并提高系統(tǒng)的 pH 值;另一方面,在酸化前,系統(tǒng)能同時(shí)產(chǎn)生氫氣和甲烷,產(chǎn)甲烷過(guò)程會(huì)為系統(tǒng)內(nèi)部提供部分堿度,酸化后產(chǎn)甲烷活性受到抑制,酸化前產(chǎn)甲烷過(guò)程產(chǎn)生的部分堿度需由外界提供,所以堿度消耗量增加。 在酸化階段,出水堿度迅速下降,隨著進(jìn)水堿度的增加,出水堿度逐漸恢復(fù),最終穩(wěn)定在 500 mg·L - 1左右。 在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,當(dāng)系統(tǒng)堿度消耗量有明顯上升時(shí),應(yīng)立即增加進(jìn)水中堿的投加量以提高進(jìn)水堿度,從而避免系統(tǒng)受到酸化沖擊。

　　2. 2 酸化對(duì)系統(tǒng) COD 去除和污泥形態(tài)的影響

　　如圖 3 所示,進(jìn)水 COD 濃度上升至 12 000 mg·L - 1時(shí)(從第 201 天開(kāi)始) ,容積負(fù)荷也增加至 58. 8kg·(m3·d) - 1,出水 COD 逐漸升高至 9 000 mg·L - 1左右,COD 去除率也逐漸下降至20% ~ 25%的范圍內(nèi)。 在第 231 天,系統(tǒng)發(fā)生酸化時(shí),COD 去除率急劇下降,最終維持在 4%左右。 雖然后續(xù)采取了相應(yīng)補(bǔ)救措施,可使出水 pH 恢復(fù)至 4. 0 以上,但 COD 去除率仍然很難恢復(fù)。

　　在酸化前,系統(tǒng)中污泥為乳白色顆粒污泥(圖 4( a) ) ;酸化后,污泥逐漸解體為絮狀污泥(圖 4( b) ) ,并伴有污泥上浮隨出水流出,導(dǎo)致厭氧顆粒污泥發(fā)酵系統(tǒng)崩潰。

　　2. 3 酸化對(duì)系統(tǒng)發(fā)酵類型的影響

　　隨著有機(jī)負(fù)荷的提高,系統(tǒng)內(nèi)部可能已經(jīng)發(fā)生了一些變化,但是僅從 pH、堿度和 COD 去除率來(lái)看,在系統(tǒng)酸化之前并沒(méi)有明顯變化。 實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了系統(tǒng)液相末端產(chǎn)物( VFAs 和乙醇)的變化(結(jié)果如圖 5所示) ,當(dāng)進(jìn)水 COD 濃度增至 12 000 mg·L - 1后,液相末端產(chǎn)物總量逐漸提高,在酸化之前達(dá)到了最高點(diǎn)7 094 mg·L - 1。 在酸化后,液相末端產(chǎn)物總量迅速下降,在恢復(fù)階段雖有所增加,但最終仍然低于酸化前水平。

　　在酸化前,乙酸和丁酸為主要的液相末端產(chǎn)物,乙酸和丁酸濃度之和占總液相末端產(chǎn)物 72% ~83% ,而乙醇和乙酸之和所占比例為 46% ~ 61% ,說(shuō)明在酸化前系統(tǒng)為丁酸型發(fā)酵。 在酸化之后,乙酸和丁酸的濃度都先呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),后隨著恢復(fù)措施采取,乙酸濃度有所上升,而丁酸的體積分?jǐn)?shù)始終保持較低水平。 而酸化后,乙醇的濃度開(kāi)始出現(xiàn)上升,最終和丁酸維持在同一水平。 丙酸的濃度有所增加,最終穩(wěn)定在 600 mg·L - 1。 在酸化后,乙酸和丁酸濃度之和所占比例為 59% ~ 65% ,而乙酸和乙醇之和占 49% ~ 66% ,丙酸和乙酸也占到 36%~ 52% ,說(shuō)明系統(tǒng)處于混合酸發(fā)酵類型。 與傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)相似,過(guò)酸化的低 pH 值厭氧系統(tǒng)中易于發(fā)生丙酸積累。

　　酸化之前,系統(tǒng)液相末端產(chǎn)物總量有上升趨勢(shì);酸化之后,系統(tǒng)液相末端產(chǎn)物急劇下降,這是因?yàn)檫^(guò)酸化階段較低的 pH 對(duì)反應(yīng)器內(nèi)微生物活性有抑制作用,所以酸化后代謝產(chǎn)物相應(yīng)地減少。 另外,酸化將系統(tǒng)的發(fā)酵類型從丁酸型轉(zhuǎn)化為混合酸發(fā)酵類型,其產(chǎn)氫能力低于丁酸型發(fā)酵的產(chǎn)氫能力;另一方面,混合酸發(fā)酵會(huì)使系統(tǒng)中丙酸濃度增加,不利于產(chǎn)甲烷階段的進(jìn)行和有機(jī)物的去除。 由此可見(jiàn),酸化不利于系統(tǒng)維持相對(duì)高效的發(fā)酵類型。

　　2. 4 酸化對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)氣的影響

　　在目前的研究中,低 pH 值的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)主要用于生物制氫,其較適宜的 pH 為 4. 2 ~ 4. 5。 隨著系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和顆粒污泥的出現(xiàn),系統(tǒng)也產(chǎn)生了甲烷氣體。 一方面可能是由于顆粒污泥的特殊結(jié)構(gòu),內(nèi)部 pH 能夠滿足甲烷細(xì)菌的生長(zhǎng)需求;另一方面,也可能是系統(tǒng)中存在耐酸的產(chǎn)甲烷細(xì)菌。

　　如圖6( a)所示,在顆粒污泥系統(tǒng)酸化前的穩(wěn)定階段,系統(tǒng)總產(chǎn)氣速率約為2 100 mmol·( L·d) - 1,其中氫氣約占 10% ,甲烷約占 15% 。 氫氣產(chǎn)率為(195 ± 20 ) mmol·( L·d) - 1甲烷的產(chǎn)率為( 320 ± 35 )mmol·( L·d) - 1(圖 6( b) ) 。

　　從圖6( a)可以看出,酸化后,總產(chǎn)氣速率急劇下降,最小值降為1 056 mmol·( L·d) - 1。 通常較高的有機(jī)負(fù)荷有利于提高發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)氣速率,在第 245 天后,雖然作者提高了進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷,但總產(chǎn)氣速率仍然未能恢復(fù)。 酸化后,甲烷體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)甲烷速率迅速下降,最終系統(tǒng)未檢測(cè)到甲烷的產(chǎn)生。 氫氣產(chǎn)量的變化趨勢(shì)則是當(dāng)發(fā)生酸化時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)先上升后下降,最終穩(wěn)定在(20 ± 3)% 。 而氫氣和甲烷產(chǎn)率在酸化初期有一定的上升趨勢(shì),后來(lái)呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),其下降主要是由于總產(chǎn)氣速率下降所致(圖6( b) ) 。 總產(chǎn)氣速率下降的原因是在酸化階段 pH 低于 4. 0 系統(tǒng)中所有的微生物的活性都受到了抑制。 甲烷體積分?jǐn)?shù)和甲烷產(chǎn)率最終均降至 0。 從 2. 3 節(jié)可以看出,系統(tǒng)發(fā)酵類型從相對(duì)高效發(fā)酵類型(丁酸發(fā)酵類型)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)低效的類型(混合酸發(fā)酵類型) ,但是氫氣體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)率在剛酸化時(shí)卻增加了。 氫氣產(chǎn)量的增加不是由于系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦�加高效的發(fā)酵類型,而是因?yàn)楫a(chǎn)甲烷細(xì)菌被抑制造成的。 產(chǎn)甲烷細(xì)菌可以利用氫氣和發(fā)酵中間代謝產(chǎn)物產(chǎn)生甲烷,因產(chǎn)甲烷細(xì)菌受到抑制,減少了氫氣的消耗量,所以酸化初期系統(tǒng)的氫氣體積分?jǐn)?shù)和氫氣產(chǎn)率都有較大的提升。 氫氣產(chǎn)率在經(jīng)過(guò)短暫上升后,有持續(xù)下降的趨勢(shì)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,過(guò)酸化會(huì)抑制厭氧發(fā)酵系統(tǒng)總產(chǎn)氣速率,并抑制產(chǎn)甲烷活性。

　　2. 5 酸化后系統(tǒng)微生物群落分析

　　本實(shí)驗(yàn)微生物群落分析的主要目的是初步了解酸化后系統(tǒng)中各種類型微生物的分布(在微生物分類過(guò)程中只鑒定到屬,未鑒定到種,因此只是一個(gè)大致的分類) 。 酸化后系統(tǒng)中典型的微生物在屬級(jí)別的組成和分布情況如表 2 所示。 總產(chǎn)氫微生物的比例之和占 37. 3% ,非產(chǎn)氫微生物比例之和占 54. 7% ,其他占8% 。 產(chǎn)氫微生物中,乙醇型產(chǎn)氫細(xì)菌(Ethanoligenens sp. 、Ruminococcaceae Incertae Sedis sp. 和 Raoultellasp. ) 、丁酸型發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌( Clostridium sp. 、Pectinatus sp. 和 Thermoanaerobacterium sp. )和丙酸型發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌(Megasphaera sp. )的比例分別為 13. 6% 、19. 6%和 4. 1% 。 非產(chǎn)氫細(xì)菌中,主要代謝產(chǎn)物為乙酸和乳酸的細(xì)菌( Prevotella sp. 、Lactobacillus sp. 、Bifidobacterium sp. 和 Lactococcus sp. )總共占了 53. 7% ,其中Prevotella sp. 占 26. 4% ,Lactobacillus sp. 占 25. 2% ,還檢測(cè)到 Dialister sp. 和 Acetobacter sp. 的存在。 產(chǎn)氫微生物中,乙醇型產(chǎn)氫細(xì)菌、丁酸型產(chǎn)氫細(xì)菌和丙酸型細(xì)菌共存,可以看出系統(tǒng)為混合酸發(fā)酵類型,與 2. 3 處酸化后的發(fā)酵類型保持一致。 從酸化后系統(tǒng)產(chǎn)氫微生物所占的比例和發(fā)酵類型上看,酸化后的系統(tǒng)并不適合以產(chǎn)氫為目的的厭氧發(fā)酵污水處理。

　　酸化后并沒(méi)有檢測(cè)到產(chǎn)甲烷細(xì)菌。 酸化之前,在負(fù)荷為 58. 8 kg·(m3·d) - 1,HRT 為 4. 9 h 的情況下,該系統(tǒng)的 COD 去除率為 20% ~ 25% ,除產(chǎn)氫過(guò)程利用了部分 COD 外,產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用中間代謝產(chǎn)物(揮發(fā)酸和醇類)生成甲烷的過(guò)程降解了大部分 COD。 因?yàn)檫^(guò)酸化不但使產(chǎn)氫菌受到影響,還完全抑制了產(chǎn)甲烷菌,所以 COD 去除率無(wú)法恢復(fù)到之前水平。 此處的微生物檢測(cè)結(jié)果可以很好地解釋 2. 2 中COD 去除率的下降和 2. 4 中甲烷產(chǎn)量的下降。 LIU 等研究獲得了產(chǎn)氣和廢水處理效果較好的厭氧顆粒污泥,微生物分析結(jié)果顯示:同時(shí)檢測(cè)到產(chǎn)甲烷細(xì)菌 ( Methanomicrobiales ( 58. 4% ) 、 Methanobacterials(3. 3% )和 Methanococcales (1. 0% ) ) 、丁酸型發(fā)酵產(chǎn)氣細(xì)菌(Clostridium sp. (27. 3% ) )和非產(chǎn)生物氣細(xì)菌(Desulfovibrio sp. (9. 4% ) )的存在,其發(fā)酵類型為丁酸型發(fā)酵。 其中產(chǎn)氣細(xì)菌(產(chǎn)甲烷細(xì)菌和產(chǎn)氫細(xì)菌)為優(yōu)勢(shì)微生物,而在本研究中,酸化以后產(chǎn)氣細(xì)菌僅占 37. 3% ,未檢測(cè)到產(chǎn)甲烷細(xì)菌的存在,且發(fā)酵類型為非高效產(chǎn)氣的混合酸發(fā)酵類型。 因此,酸化后系統(tǒng)微生物類型不適合厭氧發(fā)酵處理廢水同時(shí)回收生物氣。具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3　 結(jié)論

　　本文研究了顆粒污泥低 pH 值厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中,由有機(jī)負(fù)荷增高而導(dǎo)致的酸化沖擊對(duì)系統(tǒng)的影響。主要結(jié)論如下:

　　1)酸化沖擊對(duì)低 pH 值厭氧發(fā)酵系統(tǒng)有嚴(yán)重危害,表現(xiàn)為直接長(zhǎng)期抑制系統(tǒng)產(chǎn)甲烷活性,后續(xù)產(chǎn)氫能力不穩(wěn)定,同時(shí)導(dǎo)致顆粒解體和污染物去除能力下降。

　　2)酸化會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵類型發(fā)生變化,本研究中發(fā)酵類型從丁酸型轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌纤嵝?并發(fā)生丙酸積累,使系統(tǒng)不適合以產(chǎn)氫為目的的高濃度有機(jī)廢水處理并在后續(xù)進(jìn)行產(chǎn)甲烷能源回收過(guò)程。

　　3)酸化會(huì)導(dǎo)致低 pH 值厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的微生物種群發(fā)生變化,非產(chǎn)氫發(fā)酵細(xì)菌為優(yōu)勢(shì)細(xì)菌(54. 7% ) ,而產(chǎn)氫細(xì)菌所占比例較少(37. 3% ) ,未檢測(cè)到產(chǎn)甲烷細(xì)菌存在。