纳米磁铁矿对海藻厌氧发酵产甲烷性能影响及机制探究

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收稿日期：2024-08-20 修回日期：2024-10-10

DOI:10.20078/j.eep.20241002

摘要：当前我国正处于大力发展生物天然气产业的阶段,生物天然气的生产需要通过厌氧发酵将生物质转化为沼气,然后进行净化提纯。我国海岸带资源丰富,海藻产量巨大,是潜在的生物质能源和生物天然气原料。采用厌氧发酵技术,将以海带为例的大型海藻转化为甲烷气体,... 展开+

摘要：当前我国正处于大力发展生物天然气产业的阶段,生物天然气的生产需要通过厌氧发酵将生物质转化为沼气,然后进行净化提纯。我国海岸带资源丰富,海藻产量巨大,是潜在的生物质能源和生物天然气原料。采用厌氧发酵技术,将以海带为例的大型海藻转化为甲烷气体,实现我国海藻生物质的有效利用并产生能源气体甲烷。探究在纳米磁铁矿存在下,对该过程的促进作用及影响机制。研究结果表明,添加纳米磁铁矿能够促进海带中有机物质的降解和甲烷产生,总化学需氧量(TCOD)和溶解性化学需氧量(SCOD)去除可分别提高20%和12%以上,甲烷产量可提高1倍以上。同时,纳米磁铁矿有助于使厌氧系统更加稳定,海带发酵产酸后pH恢复中性的速度更快。微生物群落结构分析显示,纳米磁铁矿对系统内电活性微生物丰度提高明显,可以构建微生物直接种间电子传递(DIET)产甲烷的途径。此外,纳米磁铁矿还能提高5,10-亚甲基四氢甲烷喋呤还原酶控制基因(mer)和杂二硫化物还原酶控制基因(hdrABC)这2类产甲烷菌胞内重要基因的丰度,促进基于DIET产甲烷代谢通路,为我国发展生物天然气产业提供可能方案,助力我国“双碳”目标的实现。 收起-

作者：

郭励奥
赵若淇
李司琦
李杨^*

作者简介

作者简介：郭励奥（2004—），女，河北邢台人，主要研究方向为厌氧生物处理及资源化。E-mail：guoliao3361@qq.com
通讯作者：李杨（1989—），女，辽宁大连人，副教授，主要研究方向为厌氧生物处理及资源化。E-mail：liyang1989@dlut.edu.cn

单位

大连理工大学化工海洋与生命学院

关键字

生物天然气
海藻
直接种间电子传递
纳米磁铁矿
生物质能源

基金项目

国家重点研发计划资助项目(2023YFD1701405-01)

引用格式

郭励奥, 赵若淇, 李司琦, 李杨. 纳米磁铁矿对海藻厌氧发酵产甲烷性能影响及机制探究[J/OL]. 能源环境保护:1-10[2024-11-11].http://kns.cnki.net/kcms/detail/33.1264.X.20241108.1427.002.html.
GUO Li'ao，ZHAO Ruoqi, LI Siqi, LI Yang. Effects and mechanism of nano-magnetite on anaerobic
methanogenesis from seaweed[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-10[2024-11-11].http://kns.cnki.net/kcms/detail/33.1264.X.20241108.1427.002.html.

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