研究揭示剩余污泥厌氧消化关键瓶颈:EPS屏障效应制约减量与沼气回收

问题——污泥减量与处置成本矛盾突出 随着城镇污水处理规模不断扩大,在削减污染负荷的同时也会产生大量剩余活性污泥。污泥含水率高、成分复杂,处置不当会带来氮磷释放、重金属迁移和病原风险等长期隐患;而运输、脱水、填埋、焚烧等传统路径又普遍成本高,并面临更大的碳排放约束。鉴于此,厌氧消化因兼具减量稳定、灭活病原和同步产沼气等优势,被认为是推进污泥“减量化、稳定化、资源化”的重要方向。但在工程应用中,消化效率仍易波动,限制环节长期缺少明确解释,影响工艺优化与规模化推广。 原因——“细胞+EPS”结构导致水解受限,EPS成为隐性瓶颈 为识别消化过程的关键制约因素,研究团队将重点放在污泥两类核心组分:微生物细胞与胞外聚合物(EPS)。EPS普遍存在于污泥絮体中,呈凝胶状,包覆细胞并支撑絮体结构。研究设置多组平行厌氧消化体系,对比未处理污泥、热预处理污泥、纯细胞底物以及热预处理纯细胞底物的消化表现,并开展较长周期运行观察。

这项研究为理解污泥厌氧消化的限制机制提供了新的证据,也为污泥处理工艺优化与工程放大提供了参考。随着有关技术继续完善并落地应用,污泥处置的压力有望转化为资源回收与低碳发展的新空间,为生态环境治理提供更有力的技术支撑。