胞外聚合物螯合镍强化厨余垃圾水解产酸的机理

作     者：景佳 张永梅 孔鑫 袁进 JING Jia;ZHANG Yongmei;KONG Xin;YUAN Jin

作者机构：太原理工大学环境科学与工程学院晋中030600 太原理工大学环保产业创新研究院晋中030600 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第18卷第5期

页      面：1425-1433页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：山西省应用基础研究计划项目(20210302124481) 山西省回国留学人员科研资助项目(2023-050) 

主　　题：镍 生物利用度 胞外聚合物 厨余垃圾 水解产酸 

摘      要：生物利用度低是影响微量元素强化厌氧发酵效能的重要原因。以厨余垃圾(food wastes,FW)为基质,将人工螯合剂和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)与镍(Ni)的络合物分别加入到FW产酸发酵体系中,综合考察螯合剂加入对Ni补充量和FW水解产酸效率的影响。首先通过分析Ni单独补充对FW水解酸化效果的影响,明确Ni的最优和次优投加质量浓度分别为2.5和1.25 mg·L^(−1)。其次,将次优质量浓度下的Ni与螯合剂1∶1络合后补充到发酵体系中,表明螯合剂的加入均可以使Ni-1.25 mg·L^(−1)表现出与Ni-2.5 mg·L^(−1)相当的产酸效率,其中EPS的补充使得VFA产值比次优Ni质量浓度和最优Ni质量浓度条件下分别提高了16.6%和5.7%。最后,通过分析螯合剂加入后对Ni化学形态、微生物丰度和群落结构的影响,提出EPS使Ni在水解产酸体系中表现出最高的生物利用度,同时由于EPS的绿色配体特性保障了产酸细菌的丰度,在有效强化FW产酸发酵过程的同时减少了50%Ni的用量。