LCFAs降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响.pdf

中国环境科学 2023,43(8)：40804088 China Environmental Science 席 钰,鲁 斌,陈 豪,等.LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 J.中国环境科学,2023,43(8):4080-4088.Xi Y,Lu B,Chen H,et al.Degradation kinetics of LCFAs and effects on anaerobic digestion J.China Environmental Science,2023,43(8):4080-4088.LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 席 钰,鲁 斌,陈 豪,张孟娜,李 倩*(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西 西安 710055)摘要：针对长链脂肪酸(LCFAs)影响厌氧消化体系稳定性的问题,研究了不同浓度下 3 种典型 LCFAs(棕榈酸 C16:0、硬脂酸 C18:0、油酸 C18:1)的甲烷化特性及其对厌氧消化的影响.甲烷化结果表明,油酸实现完全降解明显更加缓慢(26d),但比产甲烷活性(SMA)更高,分别为棕榈酸、硬脂酸的 1.2、2.7 倍,并且延滞期(t0)和最大产甲烷速率(Rmax)随浓度升高呈线性增加,表明饱和度较碳链长度对 LCFAs 降解动力学影响更大.微生物群落分析表明,油酸组中Clostridium_sensu_stricto、Petrimonas 丰度更高(10.38%和 10.03%),在-氧化前可能饱和化产生了多羟基 LCFAs,降解相对缓慢;油酸的加入还促进了Methanosarcina、Methanobacterium 及 Methanomassiliicoccus 的富集,强化了氢营养产甲烷路径.此外,3 种 LCFAs 对厌氧消化各阶段均产生抑制作用,产甲烷阶段的抑制程度最强(分别为 16.51%、40.49%、63.77%),且受碳链长度与饱和度共同影响.关键词：长链脂肪酸；厌氧降解；厌氧消化；动力学 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2023)08-4080-09 Degradation kinetics of LCFAs and effects on anaerobic digestion.XI Yu,LU Bin,CHEN Hao,ZHANG Meng-na,LI Qian*(Department of Environment and Municipal Engineering,Xian University of Architecture and Technology,Xian 710055,China).China Environmental Science,2023,43(8)：40804088 Abstract：Long chain fatty acids(LCFAs)affect the stability of anaerobic digestion system.The methanogenic properties of 3typical LCFAs(palmitate C16:0,stearate C18:0,oleate C18:1)at different concentrations and their effects on anaerobic digestion were studied.The methanogenic results showed that the complete degradation of oleate was significantly slower(26d),but the specific methanogenic activity(SMA)was higher,which was 1.2 and 2.7 times that of palmitate and stearate.The lag time(t0)and the maximum methane production rate(Rmax)of the oleate group increased linearly with the rising of the concentration.Thus it can be seen that the influence of saturation degree on the degradation kinetics of LCFAs was greater than the carbon chain length.Microbial community analysis showed that the abundance of Clostridium_sensu_stricto and Petrimonas in the oleate group was higher(10.38%and 10.03%).This may be due to the polyhydroxyl LCFAs produced by saturation before-oxidation,which degrade more slowly.The addition of oleate also enriched Methanosarcina,Methanosobacterium and Methanomassiliicoccus,strengthening the hydrogenotrophic methanogenesis pathway.In addition,the 3LCFAs had inhibitory effects on each stage of anaerobic digestion.The inhibitory degree was the strongest on methanogenesis(16.51%,40.49%,63.77%,respectively),and was affected by both the carbon chain length and saturation degree.Key words：long chain fatty acids(LCFAs)；anaerobic degradation；anaerobic digestion；kinetics 畜牧业、食品加工业废水以及城市污泥、餐厨垃圾等废物中的脂质常通过预处理去除,产生富脂质废物1.能够将有机质转化为清洁能源甲烷的厌氧消化技术逐渐成为废弃物资源化的主流技术2.虽 然 相 较 蛋 白 质(0.63L-CH4/g)和 碳 水 化 合 物(0.42L-CH4/g)而言,脂质厌氧消化具有更高的产甲烷潜力(0.99L-CH4/g)3,但其水解过程产生的长链脂肪酸(LCFAs)易出现积累,不仅会使系统过度酸化 4,还会由于自身对微生物的毒性抑制系统,降低系统运行的稳定性以及能源回收效率5.研究表明 LCFAs 积累导致的厌氧消化系统稳定性的下降与其自身降解特性有关6,不同 LCFAs的降解存在差异.Novak 等7探究了 LCFAs 种类对其降解特性的影响,发现浓度为 1835mg/L 的不饱和油酸、亚油酸较更低浓度的肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸降解更快;Hanaki 等8发现在 2502000mg/L 范围内油酸的产甲烷延滞期随浓度升高而增加.这些研究虽然得到了部分降解动力学特性,但仍缺少结合 LCFAs 的饱和程度、链长、浓度对其影响的系统性比较.此外,LCFAs 对厌氧消化各阶段影响的差 收稿日期：2022-12-21 基金项目：国家自然科学基金资助项目(52070148);陕西省重点研发计划项目(2022KWZ-25)*责任作者,教授,Qian.LI 8 期 席 钰等：LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 4081 异也会降低系统运行稳定性.例如,Zhu 等9的研究表明,由棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸组成的混合 LCFAs 虽然对产甲烷阶段存在显著抑制,却增强了酸化阶段乙酸、丁酸的产生,因此加剧了系统的酸化.但是,系统探究单一 LCFA 的厌氧降解特性及对厌氧消化各阶段影响的研究仍较缺乏,对于微生物群落的对比分析也需进一步深入.基于此,本研究以脂质厌氧降解过程中最常见的 LCFAs棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)及油酸(C18:1)10为研究对象,通过批次实验及分子生物学手段,比较 3 种 LCFAs 的降解动力学特性和微生物群落差异,分析油酸降解初始路径,探索 LCFAs 对厌氧消化水解、酸化、产甲烷阶段的影响,揭示LCFAs 对厌氧体系的抑制效应,旨在为富脂质废物厌氧消化策略的调控提供参考.1 材料与方法 1.1 批次实验 1.1.1 种泥特性 批次实验种泥取自以餐厨垃圾为基质的中温(35)完全混合式厌氧反应器.为避免种泥中残留的溶解性有机物对实验结果的影响,实验前先将种泥用营养液清洗 2 次,营养液的主要成分参照之前研究错误.随后,将种泥装入血清瓶,加入葡萄糖使其浓度为 500mg COD/L,氮气吹脱并密封后,放置在 35的水浴摇床中 23d 以恢复活性.种泥的理化性质见表 1.表 1 种泥的理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of seed sludge 参数 数值 TS(%)1.340.09 VS(%)0.870.01 pH 值 7.20.02 碱度(gCaCO3/L)6.660.14 月桂酸(mg COD/L)11.100.58 肉豆蔻酸(mg COD/L)10.300.42 棕榈酸(mg COD/L)12.130.79 硬脂酸(mg COD/L)0 油酸(mg COD/L)0 亚油酸(mg COD/L)0 1.1.2 典型 LCFAs 产甲烷动力学实验 实验以 3种典型 LCFAs 钠盐(棕榈酸钠、硬质酸钠、油酸钠)为底物,将55mL种泥以及LCFA储备液加入120mL血清瓶中,用营养液补充至工作体积 60mL,使LCFAs 最终浓度为 1000,3000,5000,8000,10000mg COD/L.此外,为消除种泥本底消化对产气量的影响,设置不加入 LCFAs 的空白对照.对照组和实验组均设置 2 组平行.随后用氮气吹脱 2min,以保证血清瓶中的厌氧环境.用橡胶塞和铝盖密封后,将血清瓶置于(350.2)的恒温水浴摇床中,振荡频率为 120r/min.5min 后用注射器排出由于温度升高顶空气体膨胀的体积.1.1.3 典型 LCFAs 对厌氧消化水解、酸化、产甲烷阶段的影响实验 LCFAs 浓度为 10000mg COD/L 时抑制作用最强,因此选取该浓度进行后续实验.水解阶段、酸化阶段、产甲烷阶段分别以600mg COD/L 葡聚糖、600mg COD/L 葡萄糖、5000mg COD/L 乙酸钠作为代表性底物进行实验 11-12,且水解阶段、酸化阶段加入 40mmol/L 产甲烷抑制剂,其余操作与 1.1.2 中相同.本研究中,酸化阶段指葡萄糖转化为 VFAs(产酸)再转化为乙酸(产乙酸)的全过程.1.2 分析方法 1.2.1 物化分析 挥发性固体(VS)、COD 分别采用重量法、快速消解分光光度法;产气量采用玻璃注射器测定;气体组分采用配备有热导检测器(TCD)和分子筛填充不锈钢柱(TDX-01)的气相色谱仪(GC7900,天美,中国)测定,进样口、柱箱、TCD 温度分别为 130、140、160;VFAs的测定使用配备火焰离子化检测器(FID)和 DB-FFAP 毛细管柱(0.32mm50m;安捷伦,美国)的气相色谱仪(磐诺,中国),进样口温度 200,柱箱温度从 100上升到200,FID 温度 23013;LCFAs 通过配备 FID 和DB-FFAP毛细管柱(30m0.32mm0.25m;安捷伦,美国)的气相色谱仪(GC7920PLUS,福立,中国)测定,进样口温度 220,柱箱初始温度为 50,保持 2min后以 10/min升至 225并保持 10min,FID 温度25014.1.2.2 微生物群落分析 反应结束后,从空白组、10000mg COD/L 的棕榈酸钠、硬脂酸钠、油酸钠产甲烷动力学实验组取 2mL 混合污泥,用E.Z.N.A.土 壤 DNA 试 剂 盒(Omega Bio-tech,Norcross,GA,美国)进行 DNA 提取,随后用 1%琼4082 中 国 环 境 科 学 43 卷 脂凝胶对提取的 DNA 进行纯化15.纯化后的DNA 委托上海生工生物有限公司使用 Illumina(Illumina Miseq PE250)测序系统进行高通量测序(HTS),具体步骤为:加入 5L 10 xPCR 缓冲液、0.5L dntp(每个 10mm)、10ng 基因组 DNA、0.5L 每 种 引 物(50m)、0.5LPlantium Taq(5U/L),最后加 H2O 至 50L 进行 PCR 扩增反应.通 过 引 物341F(5-CCTACGGGNGGCWG-CAG-3)和 806R(5-GGACTACVSGGGTATC-TAAT-3)扩增细菌 DNA.由于古菌群落丰度较低,对古菌 DNA 进行巢式 PCR 扩增,首先使用引物M-349F 和 GU1ST-1000R 扩增,然后使用引物349F(5-GYGCA-SCAGKCGMGAAW-3)和805R(5-GACTAC-HVGGGTATCTAATCC-3)再次扩增 PCR 产物.使用 Agencourt AM Pure XP磁珠(Backman Coulter,美国)纯化后,使用 Qubit 2.0DNA检测试剂盒(生工生物,上海,中国)对 PCR产物进行测定.1.2.3 动力学模型 采用 Excel 对实验结果进行显著性分析,得到P 值在 0.760.99 之间(0.05),表明平行组之间数据无显著性差异,因此采用下述动力学模型对数据进行分析.(1)CH4产量采用 Gompertz 方程拟合16:max000e()1expexpRttPPP+=(1)式中:P 代表甲烷产量,mL;P0代表产甲烷潜能,mL;Rmax代表最大产甲烷速率,mL/d;t0代表延滞期,d;t为反应时间,d;e=2.718281828459.用 Origin 软件对数据进行非线性拟合.(2)最大比产甲烷活性(SMA)通过式(2)计算11:maxmax1000VS350RuV=(2)式中:umax为SMA,g CH4-COD/(gVSd);可以表示微生物利用底物产生沼气的能力;VS 为微生物浓度,g VS/L;V 代表血清瓶中的工作体积,mL;350 为标况(0C,1atm)下 1g COD 的理论产甲烷量,mL,通过换算得 35,1atm 下 1mL 甲烷气体等同于 2.39mgCOD.(3)LCFA 的饱和程度可以用碘值 IV 表示17:245DIVM=(3)式中:D 是双键的数量;M 是分子量.(4)LCFAs 对厌氧消化过程抑制程度 I(%)通过式(4)计算:ccI=(4)式中:为最大底物降解速率,mg COD/d;c为空白组最大底物降解速率.2 结果与讨论 2.1 典型 LCFAs 的甲烷化特性 2.1.1 厌氧降解特征 如图 1 所示,LCFAs 降解过程经历产酸和产甲烷 2 个阶段,产生的 VFAs 浓度先升高,再随着产甲烷的进行而降低.棕榈酸、硬脂酸、油酸分别在第 12,18,26d 实现完全降解,VFAs(几乎全部为乙酸)最大积累浓度分别达到 308.13,334.24,351.96mg COD/L,这表明油酸最难降解且降解路径可能存在差异.随 LCFAs 浓度升高,棕榈酸、硬脂酸组 VFAs 浓度达峰值时间均为 4d,而油酸组从 4d 延至 12d(图 1(c),这是由于油酸的抑制浓度更低18,随降解进行浓度降低至阈值以下,产甲烷菌才能恢复活性开始反应.2.1.2 厌氧产甲烷动力学特征 计算得,平均甲 烷 回 收 率 棕 榈 酸 棕榈酸硬脂酸,且油酸 Rmax可达其余两者的 2 倍,这也是由于油酸组的高传质水平20.计算可得,比产甲烷活性 SMA与 Rmax呈现相同规律,棕榈酸、硬脂酸、油酸组分别为 0.07,0.16,0.19g COD/(gVSd),说明 LCFAs对产甲烷菌的抑制作用是可逆的,一旦降解至低于抑制浓度,产甲烷菌可以立即恢复活性.此外,棕榈酸、硬脂酸的 t0与 Rmax随浓度增加的变化趋势更接近对数函数,油酸的趋势更接近线性,表明油酸降解的产甲烷过程受浓度影响更大,即饱和程度(IV 值)对产甲烷动力学的影响可能强于碳链长度.8 期 席 钰等：LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 4083 VFAs 浓度(mgCOD/L)CH4产率(mLCH4/gCOD)LCFAs 浓度(mgCOD/L)LCFAs 浓度(mgCOD/L)VFAs 浓度(mgCOD/L)CH4产率(mLCH4/gCOD)CH4产率(mLCH4/gCOD)VFAs 浓度(mgCOD/L)LCFAs 浓度(mgCOD/L)图 1 典型 LCFAs 厌氧降解过程中浓度变化,VFAs 变化及甲烷产率 Fig.1 Concentration changes of typical LCFAs,VFAs,and methane yield during anaerobic degradation 010203040500200040006000800010000LCFAs 浓度(mgCOD/L)棕榈酸硬脂酸油酸最大产甲烷速率 Rmax(mL/d)(a)04812160200040006000800010000LCFAs浓度(mgCOD/L)延滞期 t0(d)(b)图 2 最大产甲烷速率与延滞期变化 Fig.2 Variation of maximum methane production rate and lag time 2.2 典型 LCFAs 的代谢路径 2.2.1 微生物群落结构差异 微生物群落在属水平(基于检测出的已分类微生物)的相对丰度如图 3.细菌群落结果显示(图 3(a),Clostridium_sensu_ stricto 在空白、棕榈酸、硬脂酸、油酸组中相对丰度分别为 2.99%、3.25%、3.42%、10.38%,该菌主要作用是将不饱和 LCFAs 转化为饱和 LCFAs4,在油酸组中的高相对丰度说明油酸厌氧降解路径中存在饱和过程;Syntrophomonas 在 LCFAs 的厌氧降解过程中能够与产甲烷菌共同作用进行-氧化循环 21,相对丰度分别为 0.25%、8.31%、4.82%、2.63%,表明棕榈酸组中互营氧化作用最强,因此降解最快.4084 中 国 环 境 科 学 43 卷 此 外,常出现于 多 羟基 脂 肪 酸降 解 过 程22的Petrimonas 在油酸组丰度达 10.03%,而在其他组中几乎未检测到,因此油酸可能在进行-氧化前先转化为多羟基 LCFAs.Petrimonas 的高相对丰度也是油 酸 组 中 产 甲 烷 速 率 更 高 的 原 因 之 一23.Terrisporobacter 在-氧化循环过程中产生乙酸24,相对丰度分别为 0.80%、0.92%、1.08%、2.88%,验证了油酸组中的高乙酸产 率.相较而言,古菌群落在油酸组的差异性尤为明显(图 3(b).空白、棕榈酸和硬脂酸组优势古菌群落为专性乙酸营养型产甲烷菌 Methanothrix(分别为 47.07%、47.13%和 59.46%),油酸组中优势古菌群落为兼性产甲烷菌 Methanosarcina(38.11%)和氢营养型产甲烷菌 Methanobacterium(27.87%)及Methanomassiliicoccus(19.48%)25-26,说 明3 种LCFAs 产甲烷路径存在不同,棕榈酸、硬脂酸主要通过乙酸路径产甲烷,而油酸的加入明显改变了古菌群落结构,强化了氢营养型产甲烷路径.0246810Clostridium_sensu_strictoSyntrophomonasPetrimonasCoprothermobacterTerrisporobacterThermovirgaSubdivision3_genera_incertae_sedisThermoguttaMariniphagaTissierella相对丰度(%)油酸硬脂酸棕榈酸空白(a)细菌Clostridium_sensu_strictoSyntrophomonasPetrimonasCoprothermobacterTerrisporobacterThermovirgaSubdivision3_genera_incertae_sedisThermoguttaMariniphagaTissierella 0102030405060MethanothrixMethanosarcinaMethanobacteriumMethanomassiliicoccusMethanothermobacterMethanospirillumMethanoculleus相对丰度(%)(b)古菌MethanothrixMethanosarcinaMethanobacteriumMethanomassiliicoccusMethanothermobacterMethanospirillumMethanoculleus 图 3 细菌和古菌群落相对丰度 Fig.3 Relative abundance of bacteria and archaea communities 2.2.2 LCFAs 类型对代谢路径的影响 如图 4 所示,LCFAs 通过酶活化参与-氧化循环,每次循环脱下两个碳原子,生成乙酸和氢气,反应总方程如式(5).其中,硬脂酸和棕榈酸被辅酶 A 活化后直接参与-氧化循环;而油酸降解的初始步骤尚不明确4.按照 Sharma 等27的研究,油酸全部饱和化为硬脂酸后参与-氧化循环,但本研究中油酸降解过程出现了棕榈酸的积累,硬脂酸降解过程中未出现,表明还存在其他初始降解路径28.结合 2.1.1 中微生物分析,推测有以下 3 种:(1)饱和化产生多羟基LCFAs;(2)直接转化为棕榈酸;(3)不进行任何变化;且转化为硬脂酸、棕榈酸的路径是热力学可行的 18.CH3(CH2)n COOH+2H2O CH3(CH2)n-2COOH+CH3COOH+2H2 (5)-氧 化 过 程 是 热 力 学 不 利 的,需 要 通 过Syntrophomonas 与产甲烷菌的互营氧化作用才能进行.循环过程产生的 H2和乙酸分别被氢营养型产甲8 期 席 钰等：LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 4085 烷菌 Methanobacterium、Methanomassiliicoccus、兼性产甲烷菌 Methanosarcina(油酸)及乙酸营养型产甲烷菌 Methanothrix(棕榈酸和硬脂酸)利用,推动-氧化循环,完成 LCFAs 的降解29.此外,由于油酸路径更复杂,理论上降解所需时间油酸硬脂酸棕榈酸,这与 2.1.1 实验结果一致.图 4 不同种类 LCFAs 自身厌氧降解路径 Fig.4 Anaerobic degradation pathways of different LCFAs 2.3 典型 LCFAs 对厌氧消化的影响 2.3.1 对水解阶段的影响 计算得空白、棕榈酸、硬脂酸、油酸组葡聚糖第 4d 降解率分别为 98.78%、93.18%、87.77%、79.68%,说明 LCFAs 的加入抑制了多糖的水解(图 5);最大降解速率 分别为235.47,203.88,175.33,155.98mg COD/d,抑制程度 I分别为 13.40%、25.53%、34.04%(图 8),说明抑制作用油酸硬脂酸棕榈酸.时间(d)葡聚糖浓度(mgCOD/L)图 5 水解阶段葡聚糖浓度的变化 Fig.5 Glucan concentration variation during hydrolysis 2.3.2 对酸化阶段的影响 与水解阶段结果相似,LCFAs 的加入对葡萄糖的降解有显著抑制作用,且抑制作用油酸硬脂酸棕榈酸(图 8).酸化阶段中产生的 VFAs 情况如图 6 所示,主要 VFA 产物为乙酸,在空白、棕榈酸、硬脂酸、油酸组中占比分别为 97.42%、91.76%、91.61%、88.65%;除空白 组 外 均 出 现 丙 酸 积 累(浓 度 分 别 为 91.56,109.34,182.13mg COD/L),说明 3 种 LCFAs 抑制了丙酸向乙酸的转化 5.此外,在 713d 油酸组中还出现丁酸积累(图 6(d),说明油酸还抑制丁酸向乙酸的转化7.2.3.3 对产甲烷阶段的影响 Gompertz 方程拟合结果显示(图 7(b),空白、棕榈酸、硬脂酸、油酸组t0分别为 1.98,4.26,4.98,9.81d,说明 LCFAs 的加入显著延长了产甲烷延滞期;计算得 3 组 I 分别为16.51%、40.49%、63.77%,表明对产甲烷阶段抑制作用为油酸硬脂酸棕榈酸,因此油酸组中乙酸降解产甲烷的速率小于油酸降解产生乙酸的速率,乙酸浓度在 412d 回升(图 7(a).4086 中 国 环 境 科 学 43 卷 图 6 酸化阶段 VFAs 积累情况以及葡萄糖浓度变化 Fig.6 VFAs accumulation and glucose concentration variation during acidogenesis 乙酸钠浓度(mgCOD/L)CH4产量(mL)图 7 产甲烷阶段乙酸钠浓度的变化及甲烷产量 Fig.7 Sodium acetate concentration variation and methane production during methanogenesis 2.3.4 LCFAs 胁迫下厌氧发酵各阶段抑制特征 计算抑制程度 I(图 8(c),可得 3 种 LCFAs 对厌氧消化过程的抑制作用为产甲烷阶段酸化阶段水解阶段,因此长链脂肪酸的积累常加剧水解、酸化和甲烷化的不平衡,最终导致系统崩溃.此外,棕榈酸、硬脂酸分子在反应体系中以固态形式存在(图 8(a),而油酸呈溶解态,更容易吸附于微生物表面(图 8(b),阻碍底物及细胞产物的传输4,19,因此油酸对微生物的抑制作用最强;随碳链长度的增加,LCFAs 自身毒性也增加,更易破坏细胞膜结构使微生物失活18,因此硬脂酸的抑制作用强于棕榈酸(图 8(c).图 8 棕榈酸,硬脂酸,油酸对厌氧发酵各阶段的抑制作用 Fig.8 Inhibition of palmitate,stearate,oleate on anaerobic fermentation stages 8 期 席 钰等：LCFAs 降解动力学特性及对厌氧消化各阶段的影响 4087 3 结论 3.1 由于碳链长度和双键结构的影响,油酸降解最慢,过程中积累的 VFAs 最多,在 10000mgCOD/L浓度下产甲烷过程的 t0、Rmax最大分别可达到棕榈酸、硬脂酸的 2.5 倍和 4.2 倍;随浓度升高,油酸组 t0、Rmax呈线性升高,棕榈酸、硬脂酸呈对数函数增加.3.2 油酸组中 Clostridium_sensu_stricto(10.38%)、Petrimonas(10.03%)的高峰度表明其参与-氧化前可能主要通过饱和化为多羟基 LCFA,因此降解所需时间更长;棕榈酸、硬脂酸组优势古菌群落为Methanothrix(47.13%和 59.46%),产甲烷以乙酸路径为主;油酸组优势古菌群落为 Methanosarcina(38.11%)、Methanobacterium(27.87%)和 Methanomassiliicoccus(19.48%),产甲烷可能以氢路径为主.3.3 3 种 LCFAs 对厌氧消化各阶段均产生抑制作用,在水解阶段受碳链长度、饱和度共同影响,分别为 13.40%、25.53%、34.04%;酸化阶段主要受碳链长度影响,硬脂酸(32.77%)和油酸(36.83%)抑制作用更强;产甲烷阶段主要受饱和度影响,油酸组抑制作用最强(63.77%),分别为棕榈酸、硬脂酸组的 3.86 倍和 1.58 倍;对产甲烷阶段抑制作用最强是 LCFAs 积累加剧系统不平衡的重要原因.参考文献：1 Diamantis V,Eftaxias A,Stamatelatou K,et al.Bioenergy in the era of circular economy:Anaerobic digestion technological solutions to produce biogas from lipid-rich wastes J.Renewable Energy,2021,168:438-447.2 李亚林,刘 蕾,关明玥,等.“双碳”目标下餐厨垃圾资源化技术及其碳排放分析 J.河南工程学院学报(自然科学版),2022,34(2):42-47.Li Y L,Liu L,Guan M Y,et al.Technology of food wastes recycling and its carbon emission analysis under the targets of carbon peak and carbon neutrality J.Journal of Henan University of Engineering(Natural Science Edition),2022,34(2):42-47.3 Neves L,Oliveira R,Alves M M.Fate of LCFA in the co-digestion of cow manure,food waste and discontinuous addition of oil J.Water research,2009,43(20):5142-5150.4 Elsamadony M,Mostafa A,Fujii M,et al.Advances towards understanding long chain fatty acids-induced inhibition and overcoming strategies for efficient anaerobic digestion process J.Water Research,2021,190:116732.5 Wei T,Fang Q,Luo J,et al.Insight into effects of long-chain fatty acids on propionic acid production in anaerobic fermentation:A case study of oleic acid and palmitic acid J.Journal of Water Process Engineering,2021,44:102415.6 Sousa D Z,Smidt H,Alves M M,et al.Ecophysiology of syntrophic communities that degrade saturated and unsaturated long-chain fatty acids J.FEMS microbiology ecology,2009,68(3):257-272.7 Novak J T,Carlson D A.The kinetics of anaerobic long chain fatty acid degradation J.Journal(Water Pollution Control Federation),1970:1932-1943.8 Hanaki K,Matsuo T,Nagase M.Mechanism of inhibition caused by long-chain fatty acids in anaerobic digestion process J.Biotechnology and bioengineering,1981,23(7):1591-1610.9 Zhu K,Zhang L,Mu L,et al.Comprehensive investigation of soybean oil-derived LCFAs on anaerobic digestion of organic waste:Inhibitory effect and transformation J.Biochemical Engineering Journal,2019,151:107314.10 Eftaxias A,Diamantis V,Michailidis C,et al.Comparison of anaerobic digesters performance treating palmitic,stearic and oleic acid:determination of the LCFA kinetic constants using ADM1 J.Bioprocess and biosystems engineering,2020,43:1329-1338.11 Li Q,Liu Y,Yang X,et al.Kinetic and thermodynamic effects of temperature on methanogenic degradation of acetate,propionate,butyrate and valerate J.Chemical Engineering Journal,2020,396:125366.12 Wei W,Huang Q S,Sun J,et al.Revealing the mechanisms of polyethylene microplastics affecting anaerobic digestion of waste activated sludge J.Environmental science&technology,2019,53(16):9604-9613.13 鲁 斌,龚 凯,蒋红与,等.AnMBR 用于餐厨垃圾和剩余污泥共发酵的性能研究 J.中国环境科学,2021,41(5):2290-2298.Lu B,Gong K,Jiang H Y,et al.Performance of AnMBR for the co-digestion of food waste and waste activity sludge J.China Environmental Science,2021,41(5):2290-2298.14 Neves L,Pereira M A,Mota M,et al.Detection and quantification of long chain fatty acids in liquid and solid samples and its relevance to understand anaerobic digestion of lipids J.Bioresource Technology,2009,100(1):91-96.15 Li Q,Liu Y,Gao W,et al.New insights into the mechanisms underlying biochar-assisted sustained high-efficient co-digestion:Reducing thermodynamic constr