近日,课题组关于腐殖酸对厌氧消化影响的相关研究成果以“Humic acids promotion or inhibition to sludge anaerobic digestion depends on their redox potentials”为题发表在环境领域高水平期刊 Chemical Engineering Journal (IF=16.744)。论文的第一作者为江南大学环境微生物技术研究室的硕士研究生赵成;通讯作者为江南大学环境与土木工程学院刘宏波教授。该项工作得到了国家自然科学基金的资助。
热水解预处理技术被广泛用于提高污泥厌氧消化(AD)的效果,但同时也会导致污泥中腐殖酸(HAs)的过量释放。近年来,HAs对污泥厌氧消化的影响引起了越来越多的关注,但报道的结果并不一致。本研究以腐殖酸的氧化还原电势为研究对象,通过Pd-H2催化还原方法改变腐殖酸的氧化还原电势,研究HAs氧化还原电势对污泥厌氧消化的具体影响,重点研究了HAs对AD微生物群落和活性的调控,以及不同氧化还原电位的HAs在种间和胞内电子传递中的辅助作用。HAs对污泥厌氧消化的影响机制主要分为调节酶活性、参与电子传递和提高底物表面张力。此外,HAs的影响可进一步分为细胞内和细胞外过程。首先,不能进入细胞内的大分子HAs,能够通过附着在胞外酶的表面,从而抑制污泥水解,影响污泥消化过程。其次,能够进入微生物细胞的HA会选择性地改变电子传递途径。最后,值得强调的是,HAs的影响也会根据其与污泥厌氧消化过程中产生的中间产物对电子的竞争能力而发生很大的变化。本研究的结果表明HAs促进或抑制污泥AD主要取决于它们的氧化还原电位。