间歇供电的微生物电解池改善甲酸预处理剩余污泥厌氧消化产甲烷

摘要：

厌氧消化(AD)是一种有前景的剩余污泥(WAS)资源化的技术,但存在底物利用率低、甲烷产率低和反应周期长等问题.本研究利用甲酸预处理技术促进WAS溶裂(FA-WAS),同时构建微生物电解池-厌氧消化(MEC-AD)体系,并引入间歇供电模式,旨在提高厌氧消化过程中底物甲烷产率和能量转换效率.与AD体系相比,MEC-AD体系的生物沼气中甲烷含量(67.8%)、累计甲烷产量(230.7 mL·g-1)和甲烷产率(19.5 mL·g-1·d-1)分别提高了19.2%、84.4%和59.8%,净能量转换效率达到41.7%.间歇供电(12 h-ON、12 h-OFF)模式下,该体系的生物沼气中甲烷含量(61.4%)、累计甲烷产量(157.2 mL·g-1)和甲烷产率(11.5 mL·g-1·d-1)相较于AD体系分别提高6.2%、14.2%、13.9%,净能量转换效率达到64.0%;同连续模式相比其电能消耗降低了63%,净能量回收效率提高了34.8%.MEC的引入使Methanobacterium、Methanobrevibacter菌属得到富集,间歇供电中,Methanobacterium相对丰度较连续供电模式提高28.9%;Methanobacterium和Methanobrevibacter均是典型的氢营养型产甲烷菌,从而有利于甲烷的产生.MEC-AD体系提升了FA-WAS的厌氧产甲烷性能,间歇供电运行模式实现了低能耗下高甲烷产量,为WAS厌氧消化产甲烷提供了新途径.

关键词：剩余污泥、厌氧消化、产甲烷、微生物电解池、间歇供电

所属期刊栏目：44

分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金No.51974039

在线出版日期：2024-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：201-212