基于表面工程的S,N配生物炭,改善无氧消化:增强微生物污染物和微生物间电子转移协同效应的EPS保护

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 生物技术是生物技术.
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 有效地处理回收废水对于环境保护至关重要.
• 无氧消化 (AD) 系统在处理复杂废水时面临效率和稳定性的挑战.
• 优化细胞外电子转移 (EET) 是提高AD性能的关键.

研究的目的:

• 开发一种新型的S,N共化生物炭 (S-N-BC),用于增强AD系统中的ET.
• 评估S-N-BC对刚果红色废水处理的AD性能的影响.
• 阐明S-N-BC提高AD效率和稳定的机制.

主要方法:

• 表面工程被用来准备S-N-BC.
• 一个处理刚果红色废水的中性AD系统在S-N-BC和没有S-N-BC的情况下运行.
• 分析了包括脱色率,COD降解,甲产量和污泥抗冲击能力在内的性能指标.
• 机理学研究研究了ETT途径和微生物群落变化.

主要成果:

• 添加S-N-BC显著增加了刚果红色脱色 (78%),COD降解 (82%) 和甲产量 (87%).
• 无氧颗粒污泥的抗冲击能力因保护性细胞外聚合物物质 (EPS) 屏障和改善的电子传输系统活动而增强.
• S-N-BC丰富了电化学活性细菌,并促进了微生物污染物和微生物间ETE通路.

结论:

• S-N-BC 是一种有效的材料,可以提高AD系统中的EET效率.
• 该研究展示了一种新的方法,使用S-N-BC来提高双通道EET和污泥稳定性,用于反抗性废水处理.
• 这一战略解决了传统AD系统的低效率和不稳定性的局限性.