厌氧水解的新解读:快速水解和慢速水解
2021-03-30肖向哲陈思远滕俊董姗燕连军锋朱易春
化工进展 2021年3期
关键词:产量
肖向哲,陈思远,滕俊,董姗燕,2,连军锋,2,朱易春,2
(1 江西理工大学土木与测绘工程学院,江西赣州341000;2 赣江流域水质安全保障工程技术研究中心,江西赣州341000)
挥发性脂肪酸(VFA)作为一种性能良好的发酵产物,因较佳的可生化性,在农业、食品加工业以及化妆品行业作为农药、食品添加剂、个人护理产品而得到了广泛应用[1]。目前,利用污水厂剩余污泥、生活垃圾和农产品废弃物等产VFA 的研究较多[2-5]。1979 年,厌氧发酵三阶段理论由Bryant[6]提出:复杂有机物需要经过水解(第一阶段)产生小分子有机物才能进一步被微生物利用产生VFA(第二阶段)和甲烷(第三阶段)。1997 年,以Kiely等[7]为首的一批学者认为水解作为厌氧发酵过程的限速阶段直接影响着VFA的产出效率。因此,如何有效促进水解来获得更多的VFA 产量已成为厌氧发酵产酸的一大研究热点。
近20 年来,研究人员提出了提高复杂有机物水解速率的一些有效的处理方式。在预处理阶段,可将其划分为物理、化学和生物预处理法[8]。其中,物理法常用热、机械破碎和超声波等方式破坏细胞壁促使有机物释放;化学法常用碱、臭氧等化学方式促进大分子有机物的水解,提高有机物溶出速率;生物法常加入酶制剂,使不易水解的蛋白质、脂类和糖类较快速地水解成易于被微生物利用的小分子物质。当进入厌氧发酵阶段,其产VFA的效率还受pH、温度、搅拌程度和添加剂的影响[9]。其中,碱性发酵环境下可持续加速底物水解;发酵温度的升高有利于加快细胞间有机物的释放速率;……
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