超声波联合酶预处理强化餐厨垃圾厌氧消化

作     者：陈佳新 延一鸣 刘诗漫 冯怡卓 费强 马英群 CHEN Jia-xin;YAN Yi-ming;LIU Shi-man;FENG Yi-zhuo;FEI Qiang;MA Ying-qun

作者机构：西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 陕西省能源化工过程强化重点实验室西安市一碳化合物生物转化技术重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：223-233页

核心收录：

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：国家自然科学基金资助项目(22108220) 国家重点研发计划资助项目(2022YFE0105700) 陕西高校青年创新团队 

主　　题：餐厨垃圾 超声波 菌基复合酶 厌氧消化 甲烷 微生物群落 

摘      要：以餐厨垃圾为唯一底物原位制备了菌基复合酶,探究了超声波联合菌基复合酶预处理对餐厨垃圾产甲烷效能的影响,并解析了其作用机制.研究发现,超声波联合菌基复合酶预处理可强化餐厨垃圾产甲烷效能,其甲烷产量高于单一的超声波预处理和酶预处理,且增加酶投加量可进一步提升甲烷产量,最大甲烷产量为(369.86±14.06)mL/g VS,较未预处理提高了57.21%.对联合预处理强化餐厨垃圾产甲烷作用机制的解析发现,联合预处理促进了餐厨垃圾中大分子有机物的分解,并使其由固相向液相转移,提升了发酵底物的生物可降解性.同时,联合预处理改变了餐厨垃圾中蛋白质二级结构,破坏了餐厨垃圾的表面形态,且餐厨垃圾中主要组分的动态降解顺序为:蛋白质→油脂→淀粉.此外,联合预处理因改变了餐厨垃圾的特性进而重塑了厌氧消化过程中微生物的群落结构,乙酸型产甲烷古菌Methanosaeta的富集进一步强化了餐厨垃圾的产甲烷效能.