連續(xù)流微生物電解池處理有機(jī)廢水同步生產(chǎn)甲烷

【摘要】：為進(jìn)一步提高有機(jī)廢水的厭氧處理效率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源物質(zhì)的回收,采用微生物電解池并結(jié)合連續(xù)流工藝處理有機(jī)廢水并同步回收甲烷,系統(tǒng)地研究不同水力停留時(shí)間、有機(jī)負(fù)荷、外加電壓對微生物電解池內(nèi)基質(zhì)濃度的降解、甲烷生產(chǎn)速率等方面的影響.結(jié)果表明,在同一有機(jī)負(fù)荷下,隨著外加電壓(0.6 V,1.0 V,1.2 V)的升高,微生物電解池COD的去除效率和甲烷生產(chǎn)率也同時(shí)提高.在進(jìn)水COD濃度為1 178 mg L-1、水力停留時(shí)間為8 h、外加電壓為1.2V的條件下,其COD去除率、甲烷濃度、甲烷產(chǎn)生速率分別為97.7%、96%、1 071 m L L-1 d-1,較普通厭氧發(fā)酵(對照組)分別提高了31.5%、13.6%、123%;當(dāng)進(jìn)水COD濃度為4 812 mg L-1、水力停留時(shí)間為20 h、外加電壓為1.2 V時(shí),甲烷的產(chǎn)生速率達(dá)1 888 m L L-1 d-1,達(dá)理論產(chǎn)率的98.0%,而此條件下對照組甲烷產(chǎn)生速率僅為理論值的64.9%.說明連續(xù)流微生物電解池能夠明顯提高有機(jī)廢水的處理效率,并實(shí)現(xiàn)處理過程中穩(wěn)定回收甲烷的目的.高通量分析結(jié)果顯示:微生物電解池陽極碳?xì)謨?yōu)勢菌群為methanogens與Geobacter sp.,其豐度分別占總菌群的53.3%和7.5%,而對照組碳?xì)窒鄳?yīng)豐度僅為25.2%和0.7%.此外,研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)負(fù)荷與電解池能量的消耗呈負(fù)相關(guān),當(dāng)外加電壓為0.6 V時(shí),有機(jī)負(fù)荷由3.5 kg m-3d-1提升至5.7 kg m-3d-1時(shí),電解池能量消耗降低了79.3%.據(jù)此認(rèn)為,通過優(yōu)化水力停留時(shí)間和外加電壓來處理有機(jī)廢水并同步生產(chǎn)甲烷是可行的. 【作者單位】： 中國科學(xué)院成都生物研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 連續(xù)流微生物電解池 廢水處理 產(chǎn)甲烷 能量分析 外加電壓 水力停留時(shí)間
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31270166)資助~~
【分類號】：X703;TM911.45
【正文快照】： 有機(jī)廢水的處理分為好氧和厭氧兩種方式.好氧處理一般針對較低濃度的生活廢水而厭氧處理對象為較高濃度的工業(yè)污水.但無論是那種處理模式均存在著能耗高、水力停留時(shí)間長、處理效率低和能源回收率低等問題[1].為了避免低濃度污水的直接好氧處理,降低其處理耗能;為了進(jìn)一步提高

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