水热炭与共基质对苯酚厌氧降解的影响

厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)是一种可持续的生物技术,目前已应用于有机废物的处理。难降解的酚类化合物是厌氧消化过程中存在的主要毒性物质之一。本研究探究了水热炭与共基质(葡萄糖)同时添加对苯酚厌氧降解的影响。结果表明,水热炭和共基质的添加缩短了苯酚厌氧消化的延滞期,使其从对照组的77.5 d缩短到了24.6~59.3 d。同时添加水热炭和共基质时,最高产甲烷速率R_(m)从3.53 mL/d提高到了4.86~6.80 mL/d,当只添加共基质且共基质浓度过高时,R_(m)下降。最适的葡萄糖共基质添加浓度为1.0~2.0 g/L,高浓度葡萄糖环境可能富集了其它竞争性微生物,使得苯甲酸降解菌和耗乙酸产甲烷菌受到一定抑制。水热炭也有利于富集苯甲酸降解菌,但葡萄糖共基质浓度对群落组成的影响在水热炭存在下会被减弱。本研究利用水热炭和共基质强化苯酚厌氧降解,为苯酚厌氧消化效能提升提供了新思路。

碳基材料对有机废弃物厌氧消化的影响及作用机制研究进展

厌氧消化是有机废弃物处理的重要途径之一。首先,综述了碳基材料对提升有机废弃物厌氧消化产酸和产气的效能作用及主要影响因素;然后,从微生物群落结构和丰度的变化、功能微生物活性的提升(如代谢酶和基因丰度等)、微生物之间电子传递的加速、有毒污染物(如氨氮、有机酸等)毒性的削减以及与铁等物质的协同作用等多角度,探究了碳基材料强化厌氧消化效能的关键作用机制;最后,从高效、经济的厌氧消化系统构建以及耦合工艺的开发等角度进行了展望。

不同处理模式下污泥厌氧消化的能源回收与碳排放分析

厌氧消化是污泥资源化的主要方式之一,然而不同处理模式下污泥的能源回收和碳排放情况存在差异。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的核算准则,从碳减排的角度比较了4条污泥厌氧消化技术路线的能源回收与碳排放强度。结果表明:污泥传统厌氧消化(R1)、污泥热水解(90℃/170℃)-厌氧消化(R2)、污泥与餐厨垃圾共消化(R3)和污泥热水解(170℃)-餐厨垃圾共消化(R4)4种不同情境下的甲烷产量顺序为R1100%,净碳排放量为负碳排放。针对碳排放特征进一步分析发现,R2170℃相较于R290℃甲烷产量增加15.4%,但是热量消耗也增加110%,间接碳排放增加74.3%,导致净碳排放量增加60.5%;R4相较于R3甲烷产量增加6.3%,但热量消耗增加110%,间接碳排放增加95.9%,导致净碳排放量增加61.9%。R3相较于R2170℃的甲烷产量增加40.9%,同时热量消耗减少52.7%,碳排放量减少413%,说明在同等处理条件下,污泥与餐厨垃圾共消化较热水解预处理模式在能源回收和碳减排等方面均更具优势。因此,在考虑不同技术途径实现污泥资源化和碳减排时,应兼顾厌氧消化甲烷的增量与其可能导致的能源消耗增加之间的平衡。