从废弃活性污泥中获得的PHA的功能生物炭和催化可持续生物合成
Zhaozhou Peng1, Lei Zhang1, Panpan Li1
1School of Chemistry and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, PR China.
Bioresource technology
|May 2, 2025
概括
这项研究将废弃活性污泥转化为生物炭,从而增强聚酸酸盐 (PHA) 产量. 这种循环方法提高了PHA产量,并提供了可持续的废水管理.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生物技术是生物技术.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 废物活性污泥 (WAS) 在废水处理中存在重大处置挑战.
- 聚酸酸盐 (PHA) 是具有多种应用的可生物降解聚合物,但其成本效益的生产仍然是一个障碍.
- 循环经济原则需要创新的废物回收利用解决方案.
研究的目的:
- 开发一种用于废弃活性污泥 (WAS) 利用的新方法.
- 为了研究由WAS衍生的生物炭对聚酸酸盐 (PHA) 生物合成的催化作用.
- 推进可持续的废水管理和资源回收.
主要方法:
- 构建一个将 WAS 转化为生物炭的系统,并随后使用它来催化 PHA 生产.
- 在初始PHA提取后,残渣污泥的热解成生物炭.
- 使用生物炭来增强PHA生产的WAS的自我发酵转化.
- 采用多组学分析来了解涉及的分子机制.
主要成果:
- 生物炭的添加显著改善了无氧消化过程中的电子转移61.36%.
- 随着生物炭的应用,产生PHA的细菌的比例增加了12.33%.
- PHA产量增加了81.04%,达到干泥重量的66.14%.
- 多omics分析揭示了关键PHA合成基因 (phaA,phaB,phaC) 的显著放大.
结论:
- 开发的生物炭催化系统为WAS价值化提供了一条有效的途径.
- 这种方法显著提高了PHA生产效率和产量.
- 该研究为废水污泥管理提供了可持续和生态有益的解决方案.
