餐厨垃圾具有高有机质含量、高油脂含量的特点,在高负荷下的厌氧消化过程中容易酸化。然而,由于厌氧消化体系自身的复杂性,目前常用的指示性参数在系统运行中存在一定的滞后性,开发一种新的有效预警指标变得尤为重要。胞外聚合物(EPS)是由微生物在一定环境条件下形成的一种大分子聚合物,与微生物细胞的生命状态紧密相关,一定程度上可以准确反应系统状态。基于上述问题,本课题优化了简单体系厌氧消化过程EPS的提取方法,研究了厌氧酸化过程中EPS的变化,探究其作为厌氧酸化预警指标的预警能力。同时,选用荧光染料对EPS进行标记,实现对EPS样品中特定物质的定量检测。主要结果如下:(1)通过对比常用的五种提取方法,确定热提取-CER法为简单体系EPS最佳提取方法。设计单因素实验选出50℃、60℃、70℃为加热温度的三个水平;20 min、25 min、30 min为加热时间的三个水平;80 r/min、120 r/min、160 r/min为搅拌速率的三个水平;2h、3h、4h为搅拌时间的三个水平。设计四因素三水平正交实验,得到EPS最佳提取条件为:加热温度为60℃,加热时间为25min,搅拌速率为80 r/min,搅拌时间为3 h。(2)在高F/M酸化体系中,传统指标pH值、单位VS产气量及VFA的预警时间分别为26 h、24 h及22 h,这些指标因反应体系变化存在较大差异,不能单独作为酸化失稳的有效衡量指标。以蛋白质与多糖浓度比PN/PS作为酸化预警指标大约在第18-20 h做出预警,较其他常用指标提前约5 h,可作为酸化预警的有效指标。(3)为了简化EPS检测流程,选择并制备带有正电荷的花菁探针Cy5用于EPS的定量检测研究。正电荷Cy5分子可以与负电荷的EPS通过静电作用结合,并在吸收光谱560 nm处产生新的吸收峰,且作用的响应时间小于30 s。通过吸收光谱、荧光光谱及Zeta电位法验证了Cy5与EPS的相互作用,并进一步将Cy5作为探针用于EPS中海藻酸钠的特异性检测研究。由标准曲线法计算可得提取EPS中的海藻酸钠浓度为1.01μg/mL。该探针法可以实现定量、快速、准确检测EPS中的海藻酸钠,为实际生产中EPS检测提供了理论指导。