以二氧化碳驱动的无氧化消化与零价值铁用于增强食品废物的生物甲化
Cristhian Chicaiza-Ortiz1, Zhang Beihan2, Jingxin Zhang3
1China-UK Low Carbon College, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; Biomass to Resources Group, Universidad Regional Amazónica IKIAM, Tena, Napo 150150, Ecuador.
Bioresource technology
|April 23, 2025
概括
这项研究使用二氧化碳 (CO2) 和零价值铁 (ZVI) 增强了食品废弃物的生物甲化. 最佳条件显著提高了甲产量和水解/酸性生成效率,改善了无氧消化.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生物技术是生物技术.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 无氧消化 (AD) 对于食品废物 (FW) 管理至关重要.
- 在AD中提高生物甲化效率仍然是一个关键的挑战.
- 二氧化碳 (CO2) 和零价值铁 (ZVI) 是AD的潜在增强剂.
研究的目的:
- 调查二氧化碳和ZVI对FW生物甲的联合影响.
- 为了确定CO2和ZVI的最佳剂量和注射时间.
- 评估对甲产量,水解,酸性生成,微生物群落和有机化合物降解的影响.
主要方法:
- 在FW无氧消化中使用不同剂量和注射时间的CO2和ZVI.
- 测量甲产量和生物化学效率 (水解,酸性生成).
- 使用先进技术分析微生物群落组成 (例如,甲细菌的丰富性).
- 使用3D-EEM光和电化学方法 (循环和微分脉冲电压计) 进行有机化合物降解的表征.
主要成果:
- 1g/L ZVI和3分钟CO2注入的组合导致甲产量增加了44.7%.
- 对于关键有机成分,水解效率提高了41-65%,酸性生成效率提高了24-48%.
- 二氧化碳优化了微生物群落,使甲细菌增加了25.7%.
- 有机化合物的降解和增强的降解-氧化活性得到证实.
结论:
- 二氧化碳和ZVI的协同应用为增强FW无氧消化提供了一个有希望的策略.
- 这种方法显著提高了生物甲化稳定性和整体效率.
- 优化的二氧化碳驱动方法与ZVI相结合,为废物回收提供了一个可持续的解决方案.
