在富硫酸盐生物反应器中污水污泥降解过程中甲烷排放的最小化

在处理富含硫酸盐污泥的连续流穿式生物反应器中，评估了有机废弃物与工业石膏的同步去除效果。在约190天内，跟踪了不同有机负荷条件下的代谢通量、微生物群落组成以及有机质谱特征。预富集微生物群落的加入提高了污泥床层建立期间的硫酸盐还原速率，但已稳定运行反应器中的微生物多样性主要取决于有机负荷。有机物去除速率与标准厌氧消化器相当，但与传统系统中超过70%的电子流用于产甲烷相比，本研究中产甲烷仅占约1%的电子流。 化学计量分析表明，当COD与硫酸盐的摩尔比低于约1时，有利于硫酸盐还原菌（SRB）对乙酸盐进行完全氧化；当该比值高于约2.1时，则允许完全氧化或不完全氧化同时发生，从而使硫酸盐还原与产甲烷过程并存。16S rRNA测序结果证实了这些趋势：在较高有机负荷条件下以及污泥床层建立过程中，不氧化乙酸盐的快速生长型SRB丰度更高；而当COD与硫酸盐的摩尔比为[≤]3.2时，完全氧化型菌群则更为丰富。在接种了预富集群落的反应器中，氧化乙酸盐的SRB比不完全氧化型菌群提前25–50天成为优势类群。 这些结果为微生物过程及生物反应器的定向设计与调控提供了依据，使其能够在去除废弃有机物和石膏的同时，由于产甲烷古菌与氧化乙酸盐的SRB之间对乙酸盐的竞争而减少甲烷生成。

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