单室微生物电解池强化混合脂肪酸产甲烷
传统厌氧消化基质转化慢,甲烷产率和能量回收效率较低.本研究模拟厌氧酸化产生的短链脂肪酸(SCFAs)废水,在批式条件下,利用单室无膜微生物电解池辅助厌氧消化(MEC-AD)产甲烷,考察不同外加电压(0.4 V、0.6V、0.8 V)对底物降解、甲烷产生和能量回收效率的影响.结果表明,进水化学需氧量(COD)浓度约为7 000 mg/L时,COD的平均去除负荷由AD的(3.34±0.09)kgm-3 d-1提高到MEC-AD的(6.86±0.04)kg m-3 d-1(外加0.8 V),增加了1.06倍.外加电压与脂肪酸组分的降解呈正相关,即随着外加电压的升高,底物各SCFA降解速率加快,此时相应的甲烷含量、产量明显提高.当外加电压为0.8 V时,混合脂肪酸中乙酸、丙酸及丁酸的降解速度较AD分别提高了98.25％、107.14％、54.21％,甲烷的含量达90.11％;甲烷的产率为2.63 L L-1 d-1,较AD提高了157.84％.以基质化学能、电能和产生的甲烷来计算总能量回收效率,其中AD为73.51％;加电0.4 V、0.6 V、0.8 V时分别为93.44％、88.99％、93.41％.综合脂肪酸降解、甲烷产生及能量回收情况,确定外加0.8 V为最优条件.循环伏安扫描分析发现,与AD相比,MEC-AD在-0.3V处存在明显产甲烷还原峰.高通量测序结果显示,MEC-AD中阳极优势菌群为Methanosaeta sp.和Geobacter sp.,其相对丰度比分别为36.43％和13.35％;而AD中相应比例仅为24.46％和0.99％.由此可知MEC-AD中可能存在直接的种间电子传递(DIET)产甲烷途径,该途径是甲烷含量和产量提升的重要原因.综上,以微生物电解池辅助厌氧消化能有效促进底物降解,且获得高纯度、高产量的甲烷,具有良好的应用前景.
单室微生物电解池、混合短链脂肪酸、产甲烷、外加电压、厌氧消化
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X703;X172(一般性问题)
2016-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
872-877
