综述：协同生物预处理与生物强化技术增强木质纤维素生物质的沼气产量

《Energies》：Synergistic Biological Pretreatment and Bioaugmentation for Enhanced Biogas Production from Lignocellulosic Biomass

　　木本纤维素质生物质是地球上最丰富的可再生有机资源，代表了通过厌氧消化生产沼气的可持续原料。然而，木质素、纤维素和半纤维素之间的复杂关联限制了微生物的接触，减缓了水解过程，最终制约了该资源的甲烷产量。虽然现有的综述分别评估了生物预处理和生物强化作为独立干预手段的效果，但本综述将它们的整合作为克服木本纤维素质生物质抗性的互补策略进行评估。作为机制上不同的干预手段，生物预处理通过选择性修饰木质素和生物质解构来降低底物抗性，而生物强化则通过富集专门化的菌群来增强水解、发酵和产甲烷活性。因此，整合这些方法可能构成一种环境可持续、节能且工艺兼容的替代方案，用以取代传统的热化学预处理。有限的现有证据表明，当这些策略整合应用时，可以改善木本纤维素质的消化性，提高工艺稳定性，并增加生物质甲烷的产量。然而，由于明确在单一实验框架内结合生物预处理和生物强化的研究有限，关于可持续性、能源效率或经济效益的主张应谨慎对待，除非有直接的生命周期或技术经济证据支持。关键的知识空白包括它们的相互作用机制、微生物菌群和运行条件的优化、长期工艺稳定性以及在工业相关条件下的可扩展性。未来的研究应优先开展整合性的系统级研究，将底物转化与微生物群落动态联系起来，并在更大规模上评估技术经济可行性。解决这些挑战对于推进从木本纤维素质生物质可持续工业化生产沼气至关重要。