焦点提醒：收集首发||郭婉茜传授：无机固废生物转化制备高附加值中链脂肪酸研究进展原创 编纂部 能源情况庇护 2024年07月03日 10:20 浙江图片立异点 鉴在无机固废产量随工业化和城市化推动而逐年增加，无机固废资本化成为当前生态情况庇护范畴的研究热门。此中，操纵微生物碳链耽误手艺将无机固废转化为高附加值的中链脂肪酸（Medium-Chain Fatty Acids, MCFAs）正备受存眷。该手艺既能处理当前紧急的情况污染问题，又能晋升产物的经济价值，兼具环保和经济性两重劣势

收集首发||郭婉茜传授：无机固废生物转化制备高附加值中链脂肪酸研究进展原创编纂部能源情况庇护2024年07月03日 10:20浙江

立异点

鉴在无机固废产量随工业化和城市化推动而逐年增加，无机固废资本化成为当前生态情况庇护范畴的研究热门。此中，操纵微生物碳链耽误手艺将无机固废转化为高附加值的中链脂肪酸（Medium-Chain Fatty Acids, MCFAs）正备受存眷。该手艺既能处理当前紧急的情况污染问题，又能晋升产物的经济价值，兼具环保和经济性两重劣势，合适我国减污降碳和无废城市扶植的要求。今朝，微生物碳链耽误手艺已具有了必然的研究根本，但仍处在尝试研究阶段，实现经济和高效的MCFAs出产面对诸多挑战。本综述阐释了无机固废生物转化制备MCFAs的厌氧发酵和碳链耽误手艺的反映机理和要害微生物，阐发了影响合成效力的首要身分，包罗pH、温度、底物类型与浓度、水力逗留时候（HRT）和固体逗留时候（SRT）和其他影响身分，总结了无机固废出产MCFAs所面对的底物生物操纵难、电子供体缺少、高效产酸系统建立难和产品分手提取问题等挑战，并提出响应处理策略。本综述能够为无机固废资本化和微生物碳链耽误手艺研究供给参考，还能为鞭策生态文明扶植的实践和理论成长助力。

通信作者简介

郭婉茜 传授

郭婉茜，传授（长聘），博士生导师。国度级高条理人材打算入选者。曾入选国度级青年人材打算、首批“国度情况庇护专业手艺青年拔尖人材”等，获批哈尔滨工业年夜学青年科学家工作室，国际水协会（IWA）会员等。首要处置污水处置资本化与能源化、固体烧毁物处置措置与资本化、高风险无机物节制理论与手艺、数字生态情况等方面研究；在多元固废资本化、工业废水预处置与深度处置、数字市政情况扶植等项目利用手艺等方面展开工作。掌管省部级以上项目10项，此中包罗国度重点研发项目课题1项、国度天然科学基金4项等；曾获国度科技前进二等奖1项，黑龙江省天然科学奖3项。公然颁发研究论文160余篇：此中SCI收录140余篇（累计3篇ESI热门论文；13篇ESI高被引论文），EI收录18篇；SCI论文他引7300余次，h-index50；编著图书教材2部；获授权国度发现专利6项。

无机固废生物转化制备高附加值中链脂肪酸研究进展

作者

何子琳，任韦同，吴清莲，郭婉茜∗

单元

哈尔滨工业年夜学 情况学院

基金项目

国度天然科学基金帮助项目（52000132）

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摘要

鉴在无机固废产量随工业化和城市化推动而逐年增加，无机固废资本化成为当前生态情况庇护范畴的研究热门。此中，操纵微生物碳链耽误手艺将无机固废转化为高附加值的中链脂肪酸( Medium-Chain Fatty Acids，MCFAs)备受存眷。该手艺既能处理当前紧急的情况污染问题，又能晋升产物的经济价值，兼具环保和经济性两重劣势，合适我国减污降碳和无废城市扶植的要求。综述了无机固废生物转化制备MCFAs的厌氧发酵和碳链耽误手艺的反映机理和要害微生物，阐发了影响合成效力的首要身分，包罗 pH、温度、底物类型与浓度、水力逗留时候(HRT)、固体逗留时候(SRT)和其他影响身分，总结了无机固废出产MCFAs所面对的底物生物操纵难、电子供体缺少、高效产酸系统建立难和产品分手提取困难等挑战，并提出响应处理策略，为此后相干范畴的成长研究提出了建议。

研究布景

我国是世界上最年夜的无机固废出产国，跟着工业化和城市化的推动，无机固废产量(厨余垃圾、市政污泥、农作物秸秆、畜禽粪便等)呈逐年增加的态势。据统计，2022年我国糊口垃圾清运量为2.45x10^{8t，干污泥产量为1.58x107t，秸秆产量为8.65x108t。无机烧毁物若不克不及获得有用处置，则会带来情况污染问题。在天气转变和资本欠缺的布景下，无机固废处置仿佛成为我国生态情况庇护财产的新热门。最近几年来，国度连续提出无废城市、垃圾分类和轮回经济等系列步履打算，并对无机固废资本化提出了明白的要求。无机固废是“放错位置的资本”，对其进行资本化操纵，将其“变废为宝”，既可处理资本欠缺问题，又能削减碳排放，减缓全球变暖。}

链耽误手艺是厌氧发酵的一个主要分支，操纵乙醇、乙酸和乳酸等易获得底物合成已酸、庚酸和辛酸等中链脂肪酸( Medium-Chain Fatty Acids，MCFAS)，从而实现烧毁物的处置和资本收受接管。今朝，MCFAs可被用作食物添加剂、抗菌剂、生物柴油和喷鼻料等的先驱体，因为原料无限、提取工艺复杂，当其首要来历在工业出产中的动物油时，已酸出产价钱高达20000~27000元/t。是以，基在微生物合成的碳链耽误(Chain Elongation，CE)出产MCFAs具有很年夜的成长前景。无机固废品种繁多，此中农作物秸秆、畜禽粪便、餐厨垃圾和残剩污泥等是典型的无机烧毁物，无机质含量高，可经由过程厌氧发酵出产短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids，SCFAs)，此中包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸，再经由过程CE手艺出产MCFAS。今朝，已有诸多研究实现从无机固废中出产 MCFAs，此中，残剩污泥、餐厨垃圾为底物的碳链耽误手艺已被普遍研究。最近几年来，部门学者验证了畜禽粪便、纤维素类烧毁物出产MCFAs的可行性。例如，ZHANG等经由过程两阶段发酵工艺将猪粪和玉米秸秆转化为MCFAS，MCFAs最年夜产量为890mg COD/(L·d)；YIN等采取残剩污泥与木质纤维素烧毁物共发酵出产MCFAs，取得了 89.5mmol C/L的已酸产量。操纵无机固废作为碳链耽误的发酵底物获得愈来愈多的存眷。

本文环绕微生物操纵无机固废进行链耽误出产MCFAs，梳理无机固废作为微生物碳链耽误底物的手艺机理和首要影响身分，总结无机固废出产MCFAs的限制困难与处理方式，以期为无机质固废资本化和微生物碳链耽误手艺研究供给参考。

部门图片

图1无机固废出产MCFAs的合成路子

图2无机固废出产MCFAs的限制困难与处理方式

引文格局

何子琳, 任韦同, 吴清莲, 郭婉茜.无机固废生物转化制备高附加值中链脂肪酸研究进展[J/OL].能源情况庇护:1-13[2024-07-01].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240610.HE Zilin, REN Weitong, WU Qinglian, GUO Wanqian. Advances in bioconversion of organic solid wastes for the preparation of high-value medium-chain fatty acids[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2024-07-01].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240610.

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