接触时间与溶解氧浓度调控高负荷接触稳定工艺中微生物代谢偏好实现高效碳捕获

本研究系统探讨了高负荷接触稳定(HiCS)工艺中接触时间(Tc)和溶解氧浓度(DOc)对碳流向、代谢途径及微生物群落的影响。研究发现DOc是调控碳捕获的关键参数(p<0.05)，在DOc 0.5 mg L?1和Tc 20 min条件下，通过胞外聚合物(EPS)介导的生物絮凝作用可实现49%±6%的碳捕获效率，为污水能源化处理提供了优化策略。

　　

Highlight

本研究证实溶解氧浓度(DO_c)是调控碳流向和碳捕获代谢途径的关键因素(p<0.05)，而接触时间(T_c)影响较小(p>0.05)。在DO_c 0.5 mg L^?1和T_c 20 min的最佳条件下，通过增强吸附储存途径(46%±9%)实现了49%±6%的碳捕获效率。胞外聚合物(EPS)尤其是蛋白质组分在生物絮凝过程中起关键作用，与碳捕获效率显著相关(r²>0.70)。

Conclusions

研究揭示了功能微生物的生态位演替规律：低DO_c(<0.2 mg L^?1)富集发酵菌，中等DO_c(0.5 mg L^?1)促进EPS生产者增殖，而高DO_c(1.0 mg L^?1)则选择好氧异养菌。这些发现为通过非氧化途径实现能源中和的碳捕获提供了重要调控策略。