| 微米零价铁对剩余活性污泥和餐厨垃圾厌氧联合消化的加强效果及机制 |
| 摘要点击 1954 全文点击 616 投稿时间：2020-07-03 修订日期：2020-07-28 |
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| 中文关键词 微米零价铁(mZVI) 厌氧联合消化 剩余活性污泥 餐厨垃圾 直接性种间电子传递(DIET) 微生物群落 |
| 英文关键词 microscale zero valent iron (mZVI) anaerobic co-digestion waste activated sludge food waste direct interspecies electron transfer (DIET) microbial community |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 陈圣杰 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | chenshengjie@hnu.edu.cn | | 姚福兵 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 皮洲洁 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 侯坤杰 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 何丽 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 李小明 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 王东波 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | | | 杨麒 | 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082
环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学), 长沙 410082 | yangqi@hnu.edu.cn |
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| 中文摘要 |
| 针对剩余活性污泥和餐厨垃圾厌氧联合消化产气效率不高的问题，通过投加微米零价铁，研究其对厌氧联合消化的强化效果及作用机制.结果说明，零价铁的添加强化了厌氧联合消化的产甲烷阶段，但对溶解、水解及酸化阶段没有明显影响.当零价铁的投加量为10 g·L-1时，经过15 d的厌氧消化，累积甲烷产量（以VS计）达到238.68 mL·g-1，相比于空白组提高了20.05%.机制分析表明：零价铁提高了系统的电子传递体系（ETS）活性，当零价铁投加量为10 g·L-1时，最终的ETS活性（以INTF/TS计）达到21.50 mg·（g·h）-1，而空白组仅为13.43 mg·（g·h）-1.此外，零价铁还强化了细菌和产甲烷菌之间的直接性种间电子传递（DIET），微生物群落的变化显示DIET相关的微生物，例如Syntrophomonas、Methanosarcina和Methanobacterium，在有零价铁添加的条件下显示出更高的丰度. |
| 英文摘要 |
| Focusing on low biogas yields in the anaerobic co-digestion of waste activated sludge and food waste, the enhancing effects and mechanisms of microscale zero valent iron (mZVI) on anaerobic co-digestion was investigated. The results indicated that the addition of mZVI enhanced the methanogenesis stage of co-digestion but had no significant effect on the solubilization, hydrolysis, and acidification stages. With a dosage of 10 g·L-1 mZVI, the cumulative methane yield (based on VS) within 15 days reached 238.68 mL·g-1, which was 20.05% higher than the control group. The mechanism analysis showed that mZVI promoted electron transport system (ETS) activity (based on INTF/TS), which increased to 21.50 mg·(g·h)-1 with 10 g·L-1 mZVI compared to 13.43 mg·(g·h)-1 in the control group. Furthermore, mZVI enhanced direct interspecies electron transfer (DIET) between specific bacteria and methanogens. Microbial community analysis demonstrated that the abundance of DIET-related microorganisms, such as Syntrophomonas, Methanosarcina, and Methanobacterium, was higher in presence of mZVI. |
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