垃圾渗滤液(LL)处理正从传统污染削减向生物能源生产转变,这一范式转变是循环经济的必要组成部分。当前研究普遍认为,将微藻整合至活性污泥系统有望实现生物能源开发,但微藻对生物能源转化的具体影响机制仍不明确,这使得藻菌互作体系的智能调控面临显著挑战。为此,本研究从全流程调控视角,系统探究光合微藻投加顺序对垃圾渗滤液处理效果、有机物转化效率及生物hythane(H₂与CH₄混合气体)产率的影响规律。
研究结果表明,在共接种藻菌共生体系(ABS)前,对垃圾渗滤液实施12天预好氧细菌处理,可通过高效的渗滤液脱色与解毒作用,为后续生物能源生产筑牢基础,进而最大化生物hythane产率。机制分析显示,微藻代谢过程中产生的氧气及释放的胞外聚合物(EPS),能够有效助力兼性厌氧菌群的定向建立与群落构建,同时驱动微藻自身代谢模式从初级代谢向次级代谢转变,进而合成胞内嘧啶类、吡咯类等复杂有机物。

这种代谢重编程效应在生物质厌氧消化(AD)阶段触发乙酸与戊酸的定向积累,最终实现最大生物能源输出。检测数据显示,最优处理模式下总生物能源输出达540 kJ/L,其中H₂产率为887 mL/L、CH₄产率为792 mL/L,两项指标均约为未实施预好氧处理模式的两倍。本研究明确了预好氧处理-藻菌共生协同的核心调控机制,为垃圾渗滤液资源化利用提供了高效可行的技术路径,同时也为藻菌互作体系的智能优化提供了理论支撑。
原文及链接:Optimizing algae-bacteria interaction mode to enhance resource recovery from landfill leachate