张立国,艾冰凌,李建政,班巧英*

氧化还原介体强化厌氧活性污泥发酵产氢特征

张立国1,2,艾冰凌3,李建政4,班巧英1,2*

(1.山西大学环境与资源学院,山西 太原 030006；2.山西省黄河实验室,山西 太原 030006；3.中国热带农业科学院海口实验站,海南 海口 571101；4.哈尔滨工业大学环境学院,黑龙江 哈尔滨 150090)

为提高厌氧污泥的发酵产氢能力,采用间歇培养方式考察了氧化还原介体(ROMs)对厌氧污泥发酵葡萄糖产氢效能的影响,并通过Illumina MiSeq测序揭示了ROMs对微生物群落的影响.结果表明,在发酵液体积为100mL及葡萄糖初始浓度500mg/L条件下,对照的累计产氢量和最大产氢速率(max)分别为11.0mL和0.28mL/h.当腐殖酸和蒽醌-2-磺酸钠(AQS)作为ROMs加入发酵体系后,厌氧污泥的产氢能力显著提高,其累计产氢量和max分别比对照高出56.4%、13.6%和 53.6%、10.7%.相反,氧化石墨烯(GO)、指甲花醌和蒽醌-2,6-二磺酸钠(AQDS)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.对照系统中的优势菌群主要来自5个属(、、、、),腐殖酸、AQS和指甲花醌发酵系统的主要优势菌群为、、,而、、、为AQDS和GO发酵系统的主要菌群.冗余分析的结果表明,产氢量与和呈正相关,而与和呈负相关.

厌氧活性污泥；氧化还原介体；发酵产氢；微生物群落

随着化石能源的日益减少,可再生能源的开发与应用迫在眉睫.氢气因其具有热值高、无污染、可再生等优点而成为一种理想的替代燃料.与物理、化学方法相比,生物制氢可以利用各种有机废水、固体废弃物为原料产氢……