长链脂肪酸厌氧消化抑制及缓解策略研究进展
2025-08-18赵自强施恩
辽宁化工 2025年7期
中图分类号:TQ111.19 文献标志码:A文章编号:1004-0935(2025)07-01237-03
油脂废物作为厌氧消化的理想底物,因为其高热值而受到广泛关注。在厌氧环境下,脂质经胞外脂肪酶作用,分解为甘油和长链脂肪酸(longchainfattyacids,LCFAs),LCFAs通过 β -氧化过程形成乙酸和氢,最后在产甲烷菌的作用下,生成甲烷等气体[2-3]。此外,由于LCFAs 在细胞表面的逐渐积累,造成微生物细胞内部稳态失调4
因此,关于LCFAs厌氧消化机理、抑制原因及应对策略的研究对解决LCFAs引起的厌氧消化抑制问题,加快其降解速率显得至关重要。
1 LCFA 厌氧消化过程及抑制机理 探讨
LCFAs是油脂废水厌氧消化的中间产物。油脂废水的厌氧降解通常分为3步:首先,脂类经胞外脂肪酶作用,快速水解为LCFAs和甘油。其次,甘油快速降解为乙酸盐和氢,而LCFAs经 β -氧化过程生成乙酸和氢。最终,在氢营养型产甲烷菌和乙酸营养型产甲烷菌的共同作用下转化为甲烷、水和二氧化碳-]。LCFAs的 β⋅ -氧化过程也被认为是含脂废水厌氧消化的限速步骤。除此之外,由于长链脂肪酸密度较小,活性污泥被其吸附后,会引起污泥质量及密度等物理状态的改变,致使厌氧消化过程失败
以较难降解的硬脂酸为例,其厌氧消化过程中的产酸阶段和产甲烷阶段的摩尔吉布斯自由能变化情况如表1所示。硬脂酸经过 β -氧化产生乙酸的反应在标准状况下的摩尔吉布斯自由能大于零,故该过程难以自发进行。为了解决热力学上的这一不利条件,加快生成物氢和乙酸的降解,可以保持有利于反应……
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