同济大学戴晓虎、华煜等WR：pH-热协同作用调控污泥EPS分子门控与内源碳释放路径

背景：剩余污泥是潜在的碳源，但其有机物嵌埋在EPS基质中，释放可控性不足。当前热水解优化多依赖整体指标，难以解析EPS层级间的分子转化。研究目的：构建“pH–时间–EPS层级”三维分析框架，探究pH与热作用如何协同调控EPS解体、分子转化及碳释放路径。结论：(1) 碱性条件(pH 12)显著促进碳释放(TOC达4986.0 mg/L)，形成S-EPS > LB-EPS > TB-EPS的外向分布梯度，削弱EPS分子门控；酸性(pH 2)和中性(pH 7)下EPS结构受限，碳释放有限。(2) 约60 min是EPS门控开始松动、有机物外移的重要时间节点；60–120 min为有利于释放可利用碳源的操作窗口。(3) 分子层面，蛋白质经历“小肽→氨基酸→胺类/衍生物”的连续转化；碳水化合物呈“解聚→短暂积累→延迟迁移”的滞后性；类腐殖质释放主要由EPS结构松动驱动，碱性下转化为极性更强的组分，促进协同溶出。本研究为污泥热水解从经验调控向结构信息驱动的优化提供了机制参考。