纳米零价铁对厌氧消化影响的反应动力学模型
本文选题:纳米材料 + 厌氧 ; 参考:《化工学报》2017年05期
【摘要】:污泥厌氧消化是污水处理厂实现"碳中和"的关键环节。然而传统厌氧消化技术普遍存在水解不充分、产甲烷效率低的问题,在工程中表现为污泥的甲烷潜势(B0)低、产甲烷速率(k)低等,从而使得获得的甲烷气通常不能达到量和质的要求。纳米级零价铁(NZVI)基于能够在厌氧条件下析氢(H2)腐蚀为产甲烷菌提供电子供体及更有利的厌氧环境,而被认为在厌氧消化领域具有潜在的应用前景。就此,通过在厌氧消化体系中投加不同剂量的NZVI(0、100、300、600和1000 mg·L~(-1)),以甲烷潜势(B0)和产甲烷速率(k)为主要评价指标,并基于一级反应动力学模型探讨了NZVI对厌氧消化过程的主要作用机理。研究结果表明,NZVI能够强化厌氧消化过程产甲烷,主要作用机制在于促进微生物细胞破壁,从而提高污泥的水解酸化程度,得到更高的甲烷潜势(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).
【作者单位】: 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51522809)~~
【分类号】:X703
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,本文编号:2031942
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