解锁剩余污泥双资源潜力：EDTA螯合驱动产甲烷与磷释放机制研究

针对剩余污泥(WAS)资源化效率低的问题，研究人员创新性采用EDTA螯合预处理策略，通过破坏EPS结构释放有机物，促进短链脂肪酸(SCFA)积累和甲烷生成，同时实现80.4%磷释放并结晶为高纯度蓝铁矿(vivianite)，为污水处理厂能源回收与磷危机缓解提供可持续解决方案。

　　

随着全球磷酸盐岩储量预计50年内枯竭，污水处理厂每年截留的130万吨磷成为战略资源。同时，剩余污泥(WAS)富含的有机物可通过厌氧消化(AD)转化为甲烷，但传统方法受限于胞外聚合物(EPS)和金属离子的稳定化作用。北京工业大学的研究团队在《Bioresource Technology》发表研究，创新性地采用乙二胺四乙酸(EDTA)预处理策略，通过螯合Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子破坏EPS结构，同步提升甲烷产量和磷回收效率。

研究采用梯度EDTA浓度(0-20 mmol/L)预处理WAS，结合酸化-结晶工艺。通过化学需氧量(SCOD)、三维荧光光谱分析溶解效果，高通量测序解析微生物群落，X射线衍射鉴定蓝铁矿结晶。

Enhanced sludge disintegration
10 mmol/L EDTA处理30分钟使上清液SCOD提升15倍(1969.1 mg/L)，蛋白质释放量达119.6 mg/L。电镜显示EPS明显解聚，金属-磷酸盐复合物 destabilization。

Microbial community dynamics
EDTA显著富集产酸菌Fonticella(相对丰度↑47%)和氢营养型产甲烷菌Methanobacterium，SCFA产量提升2.4倍至1782.2 mg COD/L，甲烷产率提高41.3%达178.5 mL/g VS。

Phosphorus mobilization
酸化阶段EDTA组总磷释放率达80.4%，Clostridium sensu stricto介导的Fe³⁺还原效率提升31.2%，生成Fe²⁺与PO₄^3-形成纯度74.8%的蓝铁矿，回收率80.2%。

该研究突破传统预处理技术无法兼顾能源与磷回收的局限，首次阐明EDTA通过"金属螯合-微生物重构-铁还原"协同路径实现双资源回收。相比EDTA-2Na，固态EDTA可随污泥脱水去除，避免残留污染。研究成果为WWTPs提供"碳减排-磷回收-能耗抵消"的循环经济范式，对缓解全球磷危机和能源转型具有重要实践意义。