采用过硫酸盐预处理对脱水污泥进行连续碱性发酵：提高挥发性脂肪酸产量的微生物机制

《ACS ES&T Water》：Continuous Alkaline Fermentation with Peroxydisulfate Pretreatment of Dewatered Sludge: Microbial Mechanisms for Doubling the Production of Volatile Fatty Acids

中文摘要：过氧硫酸盐预处理在连续碱性污泥厌氧发酵中效果最佳，添加0.08g PDS/g VS时显著提升挥发性脂肪酸产量至5278.86mg COD/L（较单独碱性AF提高3倍），促进产酸菌增殖及关键酶活性，同时优化代谢途径，经济分析显示净收益提升三倍，为PDS在污泥资源化中的应用奠定理论基础。

　　

过二硫酸盐（PDS）预处理有助于减少污泥量并提高污泥的利用率，同时会使厌氧发酵（AF）系统呈酸性。然而，在持续碱性条件下，污泥的厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸（VFAs）含量更高。为了评估将PDS与持续碱性厌氧发酵结合以增加VFAs产量的可行性，在pH=10的持续碱性条件下，研究了六种不同的PDS添加剂量（0、0.02、0.04、0.08、0.1和0.2克PDS/克VS）。研究结果表明，添加0.08克PDS/克VS可增加产生VFAs的细菌（如放线菌门、绿弯菌门和帕特斯西细菌门）的数量。此外，这种条件还减少了氨基酸代谢的相关细菌数量，增加了碳水化合物代谢相关细菌的数量。同时，β-葡萄糖苷酶[EC: 3.2.1.21]、α-葡萄糖苷酶[EC: 3.2.1.20]以及其他关键VFAs生成酶的活性也得到了提升。在该剂量下，VFAs的产量达到最高，为5278.86毫克COD/L（是单纯碱性厌氧发酵产量的3倍）。经济分析显示，当PDS添加剂量为0.08克/克VS时，潜在的净收益约为单纯碱性厌氧发酵的三倍。本研究旨在为PDS在污泥碱性发酵中的应用奠定坚实的理论基础。