底物浓度对多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸的影响

第28卷第4期食品与生物技术学报V01．28No．42009年7月JournalofFoodScienceandBiotechnologyJu1．2009文章编号：1673—1689(2009)04—0544—06底物浓度对多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸的影响郭磊2”，刘和2，堵国成¨’2陈坚1’2(1．江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡214122；2．江南大学生物工程学院，江苏无锡214122；3．中蓝连海设计研究院，江苏连云港222004)摘要：考察了不同底物浓度对一种新型的厌氧发酵工艺——多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸效果的影响。结果表明，不同污泥底物质量浓度条件多级逆流厌氧发酵产酸效果变化较大，当污泥底物质量浓度为VS=100g／i。时，有机酸质量浓度与产率分别达到20g／L和O．20g／gVS。对高浓度难降解污泥的处理，多级逆流工艺有较大优势。研究结果还表明，多级逆流促进了高质量浓度污泥底物发酵产酸的机制在于降低了发酵产物对厌氧产酸细菌的抑制效应。关键词：城市污泥；多级逆流工艺；底物质量浓度；厌氧发酵；有机酸中图分类号：TQ914．3文献标识码：AEffectsofSubstrateConcentrationonBioproductionofVolatileFattyAcids(VFAs)fromSewageSludgebyaNovelMultistageCountercurrentFermentationProcessGUOLei2”，LIUHe2，DUGuo—cheng’1”，CHENJianl'2(1．KeyLaboratoryofIndustrialBiotechnology，MinistryofEducation，Wuxi214122，China；2．SchoolofBiotech—nology，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China；3．ChinaBluestarLehighEngineeringCorp．，Lianyungang222004China)Abstract：TheeffectsofsubstrateconcentrationonbioproductionofVolatileFattyAcids(VFAs)fromsewagesludgebyanovelmultistagecountercurrentfermentationprocesswasstudiedinthismanuscript．ResultsshowedthattheconcentrationsofsubstratehavesignificanteffectsonbioproductionofVFAsbythisprocess．Theconcentrationandyieldoftotalvolatilefattyacidsreached20g／Land0．20g／gVS，respectivelywhenVSwas100g／L．Theprocesswasofgreatsuperiorityduringfermentationofhighconcentrationsofsubstrate．Theresultsindicatedthattheprocesscouldreducetheinhibitoryeffectoftheproductsontheproductionofvolatilefattyacidsduringthefermentationwhentheconcentrationsofsubstratewerehigh．Keywords：sewagesludge，multistagecountercurrentfermentation，substrateconcentration，anaerobicfermentation，volatilefattyacids收稿日期：2008—04—18基金项目：国家自然科学基金项目(E50508014)；国家863计划项目(2006AA062315)；教育部重大项目(V200611)；太湖水专项(BS2007098)。*通讯作者：堵国成(1965一)，男，江苏常州人，工学博士，教授，博士生导师，主要从事环境生物技术、发酵过程优化与控制方面的研究。Email：gcdu@iiangnan．edu．cn。万方数据第4期郭磊等：底物浓度对多级逆流工艺厌氧发酵城市污泥产酸的影响545随着我国城市污水处理厂的增加，产生的城市污泥量也逐年增长，带来的环境问题也愈来愈突出。城市污泥厌氧发酵的中间产物——有机酸(VFAs)，可作为工业原料生产其他高附加值的产品[1]。最近还发现，乙酸是微生物燃料电池的首选底物[2]。通过厌氧发酵将污泥转化为有机酸，再利用其