含铁沼渣基生物炭的制备及其对城镇有机固废厌氧消化性能的影响
刘梦谣
何忻
赵智强
大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连 116024
摘要：直接种间电子传递(DIET)对扩散传质依赖低、电子传递速率快,可取代间接种间电子传递,成为城镇有机固废(主要包括餐厨垃圾和剩余污泥)厌氧消化的核心机制.然而,厌氧消化后残留的副产物沼渣对环境危害大,一直是实现"无废城市"建设目标的挑战.本研究以含铁沼渣为原料,探究了在不同碳化温度下制备的含铁沼渣基生物炭的形貌结构特征及其对城镇有机固废厌氧消化性能的影响,旨在实现"以废治废".研究结果表明,随着碳化温度的升高,含铁沼渣基生物炭的孔隙结构增多,官能团组成简化,在800 ℃碳化条件下制备的含铁沼渣基生物炭,具有更丰富的孔隙和更高的铁含量.在厌氧消化实验中,添加800 ℃下制备的含铁沼渣基生物炭组的甲烷累积产量为184.24mL/g挥发性固体(VS),比沼渣(未添加含铁沼渣基生物炭)提高了 19.78％;添加800 ℃下制备的含铁沼渣基生物炭组的VS去除率达到45.75％,比沼渣提高了 6.73％.此外,添加500 ℃下制备的含铁沼渣基生物炭组相较于沼渣,甲烷累积产量提高了 15.66％,VS去除率提高了 5.79％,其他实验组的提升效果不显著.电化学分析结果表明,添加800 ℃下制备的含铁沼渣基生物炭组污泥具有更大的电容性和更低的电阻,表明污泥内部种间电子传递得到增强.此外,含铁沼渣基生物炭提高了 Methanosaeta和Fastidiosipila的相对丰度,促进了它们之间的DIET,进而提高了城镇有机固废厌氧消化的性能.
关键词：城镇有机固废厌氧消化含铁沼渣生物炭直接种间电子传递
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFA0913100)国家自然科学基金(52470140)中央高校基本科研业务费(DUT24LK005)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-20（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 181-190 )
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