添加硒、钨元素对猪粪厌氧发酵的促进机制

作者：陈彪; 郭绍英; 陈芳; 黄婧; 肖艳春^*

来源：农业环境科学学报, 2020, 39(06): 1380-1388.

• 猪粪
• 微量元素
• 厌氧发酵
• 影响效应
• 产甲烷潜力
• 动力学分析

为更精确地了解微量元素硒(Se)、钨(W)在厌氧发酵系统中的影响效应,提高发酵底物的生物产甲烷效率(BDA),以猪粪为发酵底物,添加微量元素Se、W,应用一级动力学模型和Gompertz模型拟合厌氧发酵过程。研究显示:适量添加微量元素Se、W对厌氧发酵产甲烷过程具有积极的促进作用,其中,M组(Se 0.8 mg·L-1、W 1.8 mg·L-1)促进作用最为显著,累积产气量、平均甲烷体积分数和甲烷产率(以挥发性固体计)分别为177 001 mL、68.3%和398.3 mL·g-1,比CK组分别提高了10.2%、6.1%和21.4%。相关性分析表明:添加微量元素Se、W能够加快产甲烷菌对总挥发性脂肪酸(TVFAs)的利用率(对丙酸降解作用最为显著),促进产甲烷进程,TVFAs浓度与甲烷产率呈负相关,M组具有最低TVFAs累积量(809 mg·L-1)、最大产甲烷速率(31.0 mL·g-1·d-1),相比CK组水力停留时间(HRT)缩短了4 d、BDA提高了21.4%,厌氧发酵过程符合Gompertz模型(R2=0.999 2)。

• 单位
  武夷学院; 福建省生态产业绿色技术重点实验室; 福建省农业科学院