不同比例葡萄糖和蛋白质对微生物电解池产氢影响

微生物电解池(MEC)能有效降解污泥有机质并获取清洁能源,其产氢效能受底物性质的影响显著。通过以葡萄糖与牛血清白蛋白(BSA)为碳水化合物与蛋白质的模拟底物开展MEC批式循环试验,探究不同比例(1∶0、5∶1、1∶1、1∶5、0∶1,以COD计)的葡萄糖和BSA基质在MEC中的产氢性能。结果表明:葡萄糖较BSA更易被产电菌利用,产氢性能更优,在葡萄糖和BSA比例为1∶0的试验组中产氢量最高可达(28.96±3.45)mL;随着BSA的增加,氢气产率明显降低,葡萄糖的去除率也有所降低,从(98.65±0.70)%下降至(92.24±1.84)%。在以BSA为主的试验组(葡萄糖和BSA比例为1∶5、0∶1)中发现所产氢气更快速地转化为CH4,同时葡萄糖影响了BSA的降解效率,其降解率为(38.49±4.31)%~(44.96±5.13)%;葡萄糖也影响了BSA的转化途径,具体表现为蛋白质降解副产物NH_(4)^(+)-N的产量降低。

预处理污泥发酵液直接用于微生物电解池产氢研究

预处理污泥发酵液(SFL)直接用于微生物电解池(MEC)产氢,相较于预处理发酵液上清液MEC产氢,可更好地实现污泥资源化利用.通过批式循环试验,将分别经pH=3、pH=10和70℃预处理后的SFL进行MEC产氢.结果表明,70℃和pH=10有效预处理的产氢速率分别为0.36 m^(3)·m^(-3)·d^(-1)和0.34 m^(3)·m^(-3)·d^(-1).挥发性脂肪酸总量(TVFA)利用量最高,分别约为未处理组的1.99倍和1.60倍,其中,乙酸利用量占比最大;而后依次是可溶性蛋白质与可溶性碳水化合物.70℃组和pH=10组SFL更适合作为MEC底物,其峰值电流相对较高、电流持续时间相对较长.70℃组阴极氢气损失得到有效控制,阴极氢回收率达到59%;pH=10组由于体系中较多的OH-和钠盐影响,阴极氢回收率较低.MEC可加速SFL水解过程,由于SCOD不断溶出,其利用率相对较低.