NaCl浓度对铁阳极强化污泥发酵液产氢及蓝铁矿生成的影响

作者：刘芝宏^*; 殷霄云; 邢剑波; 郭政通; 赵婷; 岳秀萍; 周爱娟

来源：中国环境科学, 2023, 43(07): 3472-3480.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2023.0100

• 电解质
• 铁阳极
• 剩余污泥
• 电发酵
• 氢气
• 蓝铁矿

基于剩余污泥的资源属性,构建了铁阳极介导的新型微生物电发酵体系,以氯化钠为电解质,探究了不同NaCl浓度(10mmol/L,30mmol/L和60mmol/L)对污泥发酵模拟液同步产氢及蓝铁矿生成效能的影响.结果表明,10mmol/L条件下,氢气产量达到峰值(387.8±14.2)mL,相比30mmol/L组(312.2±18.6) mL和60mmol/L组(100.3±10.4) mL分别提升23.5%和286.6%,短链挥发性脂肪酸(SCFAs)利用率达81.2%,均高于其他各组.各组溶解性磷酸盐在电发酵3d内实现完全去除,10mmol/L体系中Fe2+占比达77.6%,并随电解质浓度升高而降低.扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪技术(XRD)表征发现,体系内沉淀以蓝铁矿结晶为主,且结晶度与电解质浓度呈负相关.低电解质浓度提升了体系生物膜的充放电性能,10mmol/L条件下,生物阴极微生物主要以电化学活性菌(EAB)和厌氧发酵菌为主,累积丰度达22.10%和42.37%,异化铁还原菌(如Bacteroides、Pseudomonas和Sphingomonas)占比达9.17%.

• 单位
  环境科学与工程学院; 太原理工大学