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碱预处理联合丙三醇发酵促进城市污泥厌氧产甲烷

收稿日期:2024-10-26 修回日期:2024-12-27 接受日期:2024-12-31

DOI:10.20078/j.eep.20250106

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    摘要:厌氧消化是目前实现城市污泥减量化和资源化的重要途径之一。然而传统厌氧消化受氢气/甲酸扩散的限制,代谢容易受阻,最终导致厌氧消化体系酸化崩溃。直接种间电子传递(DirectInterspeciesElectronTransfer,DIET)被... 展开+
    摘要:

    厌氧消化是目前实现城市污泥减量化和资源化的重要途径之一。然而传统厌氧消化受氢气/甲酸扩散的限制,代谢容易受阻,最终导致厌氧消化体系酸化崩溃。直接种间电子传递(DirectInterspeciesElectronTransfer,DIET)被证实能够有效地避免上述问题并提高厌氧消化的效能。研究表明,添加少量丙三醇可富集电活性微生物,促进DIET。然而添加外源丙三醇会增加运行成本。本实验结合碱预处理与酵母发酵,实现城市污泥自产丙三醇促进DIET,为城市污泥高效厌氧产甲烷提供技术支持。研究结果显示:(1)碱预处理的最佳周期为10h,城市污泥中溶解性糖的含量提高了43.4%;酵母的最佳接种量为10%,最佳发酵周期为9h,丙三醇浓度占城市污泥总化学需氧量(COD)的2.43%;(2)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组的甲烷产量分别提高了11.8%和15.4%,挥发性固体(VS)去除率几乎相同(约45%),有机质转化效率分别提高了5.80%和9.30%;(3)相比于对照组,酵母发酵组和碱预处理联合酵母发酵组污泥的放电电子转移系数(ElectronTransferCoefficient,ETC)提高了11.1%和16.8%,充电ETC提高了11.1%和17.3%;(4)微生物群落分析发现,碱预处理联合酵母发酵组相比于对照组富集了可能参与DIET的MethanothrixsoehngeniiGP6和Fastidiosipilasanguinis。

    收起-

    作者:

    • 张建鹏1
    • 李媛2
    • 李杨1,*

    作者简介

    第一作者:张建鹏(1997—),男,河北唐山人,硕士研究生,主要研究方向为污染物的厌氧生物处理与资源化。E-mail:32228020@mail.dlut.edu.cn
    李媛(1998—),女,河北邯郸人,博士研究生,主要研究方向为污染物的厌氧生物处理与资源化。E-mail:liyuan04030021@mail.dlut.edu.cn
    通讯作者:李杨(1989—),女,辽宁大连人,副教授,主要研究方向为污染物的厌氧生物处理及资源化利用。E-mail:liyang1989@dlut.edu.cn

    单位

    • 1. 大连理工大学 化工海洋与生命学院,辽宁 盘锦 124221
    • 2. 大连理工大学 环境学院,辽宁 大连 116024

    关键字

    • 城市污泥
    • 厌氧消化
    • 直接种间电子传递
    • 丙三醇发酵
    • 碱预处理

    基金项目

    国家重点研发计划子课题资助项目(2023YFD1701405-01)

    引用格式

    张建鹏, 李媛, 李杨. 碱预处理联合丙三醇发酵促进城市污泥厌氧产甲烷[J]. 能源环境保护, 2025, 39(6): 64-72.

    ZHANG Jianpeng, LI Yuan, LI Yang. Combining Alkaline Pretreatment with Glycerol Fermentation to Promote Anaerobic Methanogenesis of Waste Activated Sludge[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(6): 64-72.

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