在中度硫酸还原下,从污泥无氧发酵液中增强中链脂肪酸的生产
Shan Gao1, Zhan Chen1, Shihui Zhu1
1State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control, School of Environment, Tsinghua University, Beijing, 100084, China.
Journal of environmental management
|February 25, 2024
概括
在污泥发酵中优化碳与硫酸盐的比率 (SCOD/SO42-),可以提高中链脂肪酸 (MCFA) 的生产. 适度的硫酸盐减少增加了n-caproate的产量,而过度的减少则抑制了链延长 (CE) 过程.
科学领域:
- 环境生物技术 环境生物技术
- 生物化学工程 生物化学工程
- 废物管理 废物管理
背景情况:
- 增加过剩的污泥生产需要有效的碳回收方法.
- 链延长发酵将污泥碳转化为有价值的中链脂肪酸 (MCFA).
- 硫酸盐 (一种常见的污泥成分) 对CE的影响尚不清楚.
研究的目的:
- 调查不同的SCOD/SO42-比对污泥无氧发酵液 (SAFL) 的CE过程的影响.
- 确定增强n-caproate生产的最佳条件.
- 阐明硫酸盐对CE的影响中的微生物机制.
主要方法:
- 使用SAFL在不同的SCOD/SO比率下进行了批量测试.
- 测量了N-caproate的产量,选择性和速率.
- 修改后的Gompertz运动模型被用于适应生产数据.
- 微生物社区分析确定了主要的生物标志物.
主要成果:
- 20:1的SCOD/SO比率优化了n-caproate的生产,达到5.49g的COD/L度,21.4%的选择性和4.87g的COD/L/d速率.
- 过度的硫酸盐还原 (SCOD/SO42- ≤ 5) 完全抑制了CE过程和n-caproate生成.
- 适度的硫酸盐减少有利于Alcaligenes和Ruminococcaceae_UCG-014的主导地位,增强了乙烯基-CoA的产生和反性物质的水解.
结论:
- 硫酸盐度对CE工艺和从污泥中生产的MCFA产生重大影响.
- 优化SCOD/SO42-比率是一个可行的策略,以提高n-caproate产量.
- 这项研究提供了一个理论框架,通过控制的硫酸盐减少,通过控制的硫酸盐减少从过剩的污泥中改善MCFA的生产.
