氧化还原介体催化剩余污泥发酵产氢特征及群落差异

作者：张立国; 王彤彤; 刘琦; 李建政; 班巧英^*

来源：环境科学学报, 2023, 43(09): 202-210.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0111

• 剩余污泥
• 氧化还原介体(RMs)
• 产氢量
• 微生物群落
• 冗余分析(RDA)

剩余污泥是城市污水处理厂运行的主要副产物，可作为生物质能源的廉价原料.为提高剩余污泥的氢气转化率，采用间歇培养方式考察了氧化还原介体(Redox mediators,RMs)对剩余污泥发酵产氢效能的影响，并通过Illumina MiSeq测序揭示了RMs对微生物群落的影响.结果表明，在35℃及剩余污泥浓度为2.6 g·L-1(MLVSS)条件下，对照系统的累计产氢量和最大产氢速率(Rmax)分别为14.3 m L·g-1和5.4 m L·g-1·d-1.当蒽醌-2-磺酸钠(AQS)加入发酵体系后，剩余污泥的产氢效率显著提高，其累计产氢量和Rmax分别比对照高出36.4%和18.5%.相反，指甲花醌、甲萘醌和氧化石墨烯(GO)导致厌氧污泥的产氢能力受到不同程度的抑制.Illumina MiSeq测序揭示了发酵系统的优势菌群存在显著差异.在对照系统中，Longilinea、Proteiniclasticum、Hyphomicrobium、Gimesia、Pirellula和Aridibacter为主要优势细菌属.AQS使得Proteiniclasticum、Pirellula、Guggenheimella和Thermomarinilinea的相对丰度分别比对照提高了46.9%、31.0%、10倍和6.8倍.冗余分析(RDA)结果表明，产氢量与Longilinea、Proteiniclasticum、Guggenheimella、Planctomicrobium和Thermomarinilinea呈正相关，而与Aridibacter、Gimesia、Pirellula和Hyphomicrobium呈负相关.

• 单位
  山西大学; 城市水资源与水环境国家重点实验室; 哈尔滨工业大学