添加铁氧化物和活性炭对玉米秸秆两相厌氧消化性能和微生物学特性影响研究

作者：石思慧; 郭荣欣; 张良; 左晓宇; 李秀金; 袁海荣^*

来源：北京化工大学学报(自然科学版), 2020, 47(05): 89-96.

DOI：10.13543/j.bhxbzr.2020.05.012

• 玉米秸秆
• 两相厌氧消化
• 电子传递
• Fe3O4
• 活性炭

为了提高玉米秸秆厌氧消化性能,将铁氧化物(Fe2O3,Fe3O4)和活性炭分别添加到玉米秸秆两相厌氧消化系统中的酸化相和甲烷相进行试验。结果表明,在酸化相和甲烷相中分别添加Fe3O4粉末和活性炭粉末(PAC)的试验组效果最佳。Fe3O4粉末添加到酸化相后,挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)与乙醇的总含量比对照组中两者的总含量提高了25.4%。酸化结束后加入活性炭粉末继续进行甲烷化试验,玉米秸秆累积产甲烷量达到7 965 mL,比对照组提高了27.8%。与对照组相比,添加Fe3O4粉末和活性炭粉末试验组的t80(累积产甲烷量达到总甲烷产量的80%所用的时间)缩短了8 d,电导率提高了33.3%。从微生物群落角度分析,在Fe3O4+PAC试验组中,细菌优势菌属为Clostridiumsensustricto1,古菌优势菌属为Methanobacterium,可以提高H2利用率并且促进厌氧过程中的直接种间电子传递(direct interspecies electron transfer,DIET)。因此,Fe3O4粉末和活性炭粉末的添加可以有效提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力。

• 单位
  北京化工大学