Ghosh和Poland在1971年提出了利用相分离的原理:分别控制适应于产酸发酵菌和产甲烷菌的最佳生理及生态条件,以下是谈产酸相稳定发酵类型微生物生态学研究。

、目前,对于两相厌氧生物处理的微生物生态学的研究普遍受到重视,但是由于产甲烷菌具有种类少、生长繁殖慢、利用底物种类有限、对环境条件敏感等特性,使得人们长久以来认为产甲烷相是两相厌氧处理系统中的关键“限速步骤”,因此大多数研究集中于产甲烷相微生物的生态学研究上。事实上产酸相不同生态条件下形成的末端发酵产物作为产甲烷细菌利用的底物,对产甲烷相乃至整个工艺的稳定运行具有至关重要的作用[1]。以往的研究表明,产甲烷相微生物对底物的转化速率依次为乙醇戊酸丁酸乙酸丙酸,而乙酸的转化是系统产甲烷即去除效率的“限速步骤”。从整个系统角度出发,产酸相最佳发酵类型应为乙醇型发酵。因此利用连续流产酸发酵反应器,通过对限制性因子(pH、ORP)的调控,考察在人工创建生境中,微生物所遵循的群落与种群生态学演替规律,不同发酵类型的顶级群落内平衡与反馈调节的生理代谢机制,得出以pH、ORP表征的生态演替过程中优势种群的三维实现生态位,这对于进一步阐明产酸相不同发酵类型的生态学规律,提高两相厌氧的整体处理水平具有新的思路和理论指导意义。

1　试验材料与方法

1　实验装置

采用沉淀区和反应区一体化、内设气—液—固三相分离装置的连续流搅拌槽式厌氧反应器(CSTR)作为产酸相反应器,有效容积为3.1L,通过对pH、ORP进行调控进行平行实验;反应器外部缠绕电热丝结合温控仪保证内部温度(30±1℃)的厌氧条件,实验中控制COD负荷为8kg/m3·d,进水COD浓度为4000mg/L。具体流程见图1所示。

2　实验底物与分析方法

采用废糖蜜为底物,并按照COD∶N∶P=800~1000∶5∶1配以少量N、P。采用标准方法分析测定COD、pH、ORP(以电极电位Eh计,mV)。液相发酵产物采用SC-7气相色谱分析仪,按照任南琪[1](1994)建立的检测方法进行分析。厌氧细菌的培养采用改进的Hungate技术,鉴定方法参见参考文献。