水力停留时间对光合细菌和产甲烷古菌协同产甲烷性能影响及机制研究

来源：水处理技术杂志2025年第12期北京时间：

作者：郭宇霖1,2, 庄铭汉3, 李宁杰1,2, 汪淑慧4*

单位：1.桂林理工大学, 广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林 541006; 2.桂林理工大学, 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 广西 桂林 541006; 3.福建农林大学资源与环境学院, 福建 福州 350028; 4.福建农林大学机电工程学院, 福建省农业信息感知技术重点实验室, 福建 福州 350108

摘要：利用集胞藻替代生物杂化体产甲烷技术中的半导体材料,使其与产甲烷古菌互营生长、协同产甲烷,通过光暗循环以及络合铁的氧化还原循环方式,构建复合体系,搭建连续流反应器,设置不同水力停留时间（HRT）测试产甲烷性能,发现HRT=12 h组的甲烷产量最高,达（2.47±0.17） μmol。其中,共培养体系中cpcG和mcrA基因拷贝数最高分别增加了6.97和1.26倍,证实微生物间的互营生长。体系水环境表现出较高的电导率和较低的氧化还原电位,与胞外聚合物组分结果相互印证,说明了体系内各因素的共同协调控制保持系统稳定。偏最小二乘路径模型发现由水力停留时间引起的作用对生物量效应达0.43,而生物量对甲烷产量的效应达0.92,说明了水力停留时间会影响体系生物量,进而影响甲烷产量。

关键词：共培养,协同产甲烷,连续流反应器,水力停留时间

基金资助：国家自然科学基金项目（62305058）;福建省自然科学基金项目（2022J01610）;福建省中青年教师教育科研项目（JAT210073）