納米零價鐵對厭氧消化影響的反應動力學模型
本文選題:納米材料 + 厭氧 ; 參考:《化工學報》2017年05期
【摘要】:污泥厭氧消化是污水處理廠實現(xiàn)"碳中和"的關鍵環(huán)節(jié)。然而傳統(tǒng)厭氧消化技術普遍存在水解不充分、產甲烷效率低的問題,在工程中表現(xiàn)為污泥的甲烷潛勢(B0)低、產甲烷速率(k)低等,從而使得獲得的甲烷氣通常不能達到量和質的要求。納米級零價鐵(NZVI)基于能夠在厭氧條件下析氫(H2)腐蝕為產甲烷菌提供電子供體及更有利的厭氧環(huán)境,而被認為在厭氧消化領域具有潛在的應用前景。就此,通過在厭氧消化體系中投加不同劑量的NZVI(0、100、300、600和1000 mg·L~(-1)),以甲烷潛勢(B0)和產甲烷速率(k)為主要評價指標,并基于一級反應動力學模型探討了NZVI對厭氧消化過程的主要作用機理。研究結果表明,NZVI能夠強化厭氧消化過程產甲烷,主要作用機制在于促進微生物細胞破壁,從而提高污泥的水解酸化程度,得到更高的甲烷潛勢(B0)。
[Abstract]:Sludge anaerobic digestion is the key to realize carbon neutralization in wastewater treatment plants. However, the traditional anaerobic digestion technology has many problems, such as insufficient hydrolysis and low methanogenic efficiency. In engineering, the methane potential of sludge is low, and the rate of methane production is low. As a result, the obtained methane gas is usually unable to meet the requirements of quantity and quality. NZVI is considered to have potential application in anaerobic digestion because it can provide electron donor and more favorable anaerobic environment for methanogenic bacteria on the basis of corrosion of hydrogen evolution and H _ 2 under anaerobic conditions. In this paper, by adding different doses of NZVI0100300600 and 1000 mg / L (B0) and methanogenic rate (K1) into the anaerobic digestion system, the main mechanism of NZVI on anaerobic digestion process was discussed based on the first-order reaction kinetic model. The results showed that NZVI could enhance methane production during anaerobic digestion, and the main mechanism was to promote microbial cell wall breaking, thus increasing the degree of hydrolysis and acidification of sludge and obtaining higher methane potential (B0).
【作者單位】: 同濟大學環(huán)境科學與工程學院污染控制與資源化研究國家重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金項目(51522809)~~
【分類號】:X703
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,本文編號:2031942
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