纳米磁铁矿对海藻厌氧发酵产甲烷性能影响及机制探究
郭励奥
赵若淇
李司琦
李杨
大连理工大学化工海洋与生命学院,辽宁盘锦 124000
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)去除率分别提高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-亚甲基四氢甲烷蝶呤还原酶控制基因(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"双碳"目标的实现.
关键词：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
分类号：X382(环境与清洁生产（无污染技术）)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFD1701405-01)
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( 191-200 )
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