从污水污泥中增强中链脂肪酸的生产,通过电发酵和无氧发酵的联合发酵

科学领域:

• 环境微生物学 环境微生物学
• 生物技术是生物技术.
• 生物化学工程 生物化学工程

背景情况:

• 污水污泥是一个重要的废物管理挑战.
• 将污水污泥价值化为有价值的产品,如中链脂肪酸 (MCFA) 是一个重要的目标.
• 现有的发酵方法在有效地从污泥等复杂基质中生产MCFA方面存在局限性.

研究的目的:

• 研究电发酵 (EF) 和无氧发酵 (AF) 的协同效应,以从污水污泥中增强MCFA的生产.
• 阐明结合EF-AF过程背后的微生物和酶机制.
• 通过在酸性化过程中使用EF和在链延长过程中使用AF,优化MCFA产量.

主要方法:

• 在酸化阶段将电发酵 (EF) 与链延长 (CE) 阶段的无氧发酵 (AF) 结合起来.
• 使用污水污泥作为主要基质.
• 进行电化学,微生物和酶活性分析,以了解过程机制.

主要成果:

• EF显著增加了短链脂肪酸 (SCFA) 产量的0.5倍 (82.4 mmol C/L).
• 联合EF-AF工艺实现了最高的MCFA产量 (27.9 mmol C/L),与其他组相比增加了20%-866%.
• 增强的MCFA生产与改善的电化学性能相关,电化学活性细菌的丰富 (EAB,Bacillus sp. ) 和酶在乙-CoA形成和脂肪酸生物合成 (FAB) 途径中的活性增加.

结论:

• 结合EF-AF策略在促进从污水污泥中生产MCFA方面非常有效.
• EF增强了SCFA的产生,而AF则促进了随后的链延长到MCFA.
• 该过程受益于特定微生物群落和关键代谢酶的丰富,为污泥价值化提供了一个有前途的途径.