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启动模式对水稻秸秆厌氧发酵稳定性及产气效率的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 凡慧;马诗淳;李强;黄艳;王春芳;邓宇

作者机构：

关键词： 水稻秸秆;厌氧发酵;启动模式;逐级提升;稳定性

期刊名称：中国沼气

ISSN： 1000-1166

年卷期： 2023 年 41 卷 1 期

页码：

收录情况： 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 秸秆厌氧发酵是实现农业废弃物能源化利用，支撑农业固碳减排的重要途径。但是，秸秆的高负荷发酵通常会导致系统酸化，影响发酵稳定性。研究以驯化的厌氧污泥为接种物，在不同物料浓度（5%、7%和9%TS）下，研究了一步启动（OSS, one-step startup）和逐级提升启动（SIS, stepwise-increasing startup）两种模式对秸秆中温（35℃）厌氧发酵效率及稳定性的影响。结果表明，两种启动模式均可正常启动秸秆厌氧发酵过程，水解阶段OSS组趋向于丙酸型发酵，但SIS组可维持稳定的乙酸型发酵，丙酸和乙酸降解效率高，挥发性脂肪酸最高累积浓度仅为OSS组的18.4%～40.3%。56 d发酵过程中，所有实验组均稳定产甲烷；与OSS组相比，逐级提升启动对较低物料浓度（5%和7%TS）的产气率无显著影响，但9%TS实验组的TS产气率显著提升。高通量测序结果显示，Sphaerochaeta,Proteiniphilum和Bacteroidales是OSS组中的优势细菌，vadinBC27 wastewater-sludge group和Synergistaceae是SIS组的优势细菌；氢营养型产甲烷菌Methanoculleus秸秆厌氧消化过程中的优势古菌，SIS组存在较高丰度的的脂肪酸互营氧化菌和氢营养型产甲烷菌Methanobacterium,有利于促进VFAs降解产甲烷。因此，启动方式对秸秆发酵性能和微生物群落结构具有明显的影响，逐级提升启动可以有效缓解高浓度秸秆发酵过程中的VFAs累积，有利于预防厌氧消化系统酸化，维持系统稳定并提高产气率。

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