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食品与发酵工业2025年第15期:电催化厌氧消化提高沼气中甲烷含量

来源:期刊VIP网 时间:


作者:康厚智;周亶;刘志男;曾佳楷;陈荣斌;蒋东云;

单位:桂林电子科技大学生命与环境科学学院;

摘要:电催化厌氧消化能增强CO_2生化还原比例,得到更多甲烷,因而成为备受关注的电产甲烷关键技术之一。其过程中造成碱度在沼液中积累,不利于电催化厌氧消化的连续稳定运行,阻碍了技术应用。在每一个底物投加批次内除去上批次积累的碱度,可以将pH值稳定在电催化厌氧消化适宜的6.0~8.6,使系统得以稳定运行。该研究通过对不同浓度的乙酸投加量进行了对比研究,乙酸一方面能中和沼液中的碱度,另一方面也作为产甲烷过程的底物。实验结果表明,以11 667 mg/L的乙酸为底物时,电催化厌氧消化反应器能够稳定运行且能够显著提升甲烷含量,使产气中最高甲烷含量达到96.88%,平均池容产气率为1.442 m~3/(m~3·d),批次产气中的平均甲烷含量达到80.59%。经实验数据验证,以乙酸为唯一底物的电催化厌氧消化表观反应方程式显示CH_3COOH、CH_4、(HCO_3~-+CO_3~(2-))和CO_2的物质质量比为7∶8∶5∶1。

关键词:电催化厌氧消化;;消除碱度积累;;产甲烷反应式;;沼气原位升级;;CO_2还原

基金资助:广西重点研发计划项目(桂AB18221104)