面向多酶的开发加强了废物活性污泥的分解和无氧消化:性能,组件的转化和微生物群落

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:

• 废弃活性污泥 (WAS) 的无氧消化 (AD) 面临着低甲产量和长时间保留的挑战.
• 有效的预处理方法对于克服这些局限性和提高AD过程效率至关重要.

研究的目的:

• 调查废弃活性污泥 (WAS) 面向多酶 (ME) 预处理的有效性.
• 通过ME预处理来增强甲生产和污泥分解.
• 阐明ME预处理在WAS水解和无氧消化上的潜在机制.

主要方法:

• 使用WAS作为唯一基质制备多酶 (ME).
• 在优化条件下的WAS预治疗中ME的应用.
• 分析了污泥分解 (SCOD,VSS,EPS),酶活性,甲生产和微生物群体结构 (3D-EEM,FTIR,XPS,16SrRNA测序).

主要成果:

• 最佳的ME预处理实现了分别为16.5U/g和580U/g的蛋白酶和酶活性.
• 与对照组相比,甲产量增加了70.4% (197 mLCH4/g VS).
• 预先治疗ME显著增强了WAS分解,增加了SCOD423%,并分别减少了VSS和EPS的27%和73.8%.
• 蛋白质分解,特别是氨酸类蛋白质,被确定为改善生物降解性的关键因素.
• 预先治疗ME将甲生成途径从性转移到乙性,通过丰富乙性细菌和乙性甲原体.

结论:

• 面向多酶预处理是一种有前途的策略,可以提高废物活性污泥的分解和无氧消化中甲的产生.
• 这项研究为ME预治疗的机制提供了宝贵的见解,突出了蛋白质水解和微生物社区转移.
• 这种方法提供了一个潜在的解决方案,以提高废物活性污泥处理的效率和经济可行性.