综述：氢供应链的综合文献综述——基于纯度分析的视角

这篇综述聚焦含聚丙烯酰胺(PAM)的市政污水污泥在厌氧消化(AD)中的甲烷(CH4)产效抑制机制，通过半连续反应器模拟真实场景，揭示PAM通过改变污泥粘度抑制微生物活性，导致CH4产量降低至29.45 L/kg COD降解，为污泥能源化及氢(H2)生物制备的工艺优化提供关键数据支撑。

　　

Abstract

曼谷每年产生39,420吨市政污水污泥。研究探讨其作为沼气原料的潜力，重点关注脱水剂聚丙烯酰胺(PAM)的影响。采用5升厌氧反应器，接种啤酒厂废水处理的混合菌群，在30°C、43天水力停留时间下运行。每5天半连续投加含41.60 g化学需氧量(COD)/L的污泥，监测每日甲烷(CH₄)产量与气体组成。稳态时CH₄产量达426 mL/5天，CH₄含量53.57%，COD降解率44.36%，产气效率29.45 L/kg COD降解。结果表明PAM通过抑制微生物活性限制产能效率。

Introduction

市政污泥传统处置方式面临环境风险，而厌氧消化通过水解、酸生成、乙酸生成和甲烷生成四阶段将有机物转化为CH₄和CO₂。研究特别关注阳离子PAM(1.35 g/kg干污泥)在长期半连续消化中的影响，区别于既往以阴离子PAM为主的批次研究。尽管CH₄是主要产物，但微生物通路与氢(H₂)生产高度相关，为生物制氢研究提供参考。

Materials and methods

实验采用含81.07%水分的脱水污泥，与啤酒厂废水菌群(54.50 g MLVSS/L)以1:9比例混合，初始pH调节至6.8-7.2。反应器每日监测气体产量与成分，通过COD、总挥发性固体(TVS)等参数评估降解效率。

Components and characteristics

原料浆液含COD 41.60 g/L、TVS 45.40 g/L，呈现轻微酸性。值得注意的是，PAM显著改变污泥流变特性，其高分子链结构可能阻碍底物与微生物接触。

Conclusion

在严格控制条件下，PAM仍表现出对甲烷菌的持续抑制，使CH₄产率降至110.8 L/kg TVS。该发现对优化污泥能源化工艺具有双重意义：既警示PAM在脱水工艺中的用量需权衡，又为开发抗抑制菌群提供方向。未来研究可探索PAM降解菌株的引入或预处理工艺改进。