高速生物电化学无氧消化器用于从食品废物中生产生物甲

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:

• 无氧消化是废物处理和生物气生产的关键过程.
• 通过生物电化学系统增强无氧消化可以提高效率和稳定性.
• 食品废弃物是生物气体生产的重要,未得到充分利用的资源.

研究的目的:

• 为了比较生物电化学增强无氧化消化器 (BEAD) 与传统的无氧上游泥床 (UASB) 反应器的甲生产和稳定性.
• 在不同的运行条件下,评估BEAD反应堆的性能,使用食品废弃物浸液和食品废弃物的液分.
• 评估生物电化学甲生产的能源消耗.

主要方法:

• 在受控温度 (22°C和35°C) 和有机载荷率 (3-8 g L-1 d-1) 下运行BEAD和UASB反应堆.
• 使用的食品废弃物浸液和食品废弃物的液分作为原料.
• 在BEAD反应堆中使用了由导电性聚烯生物环制成的三维流通电极.

主要成果:

• 与UASB反应堆相比,BEAD反应堆的甲 (CH₄) 产量 (消耗的0.35-0.38 L g^{-1 COD) 高达30%.}
• 在有机过载条件下,BEAD反应堆表现出更好的稳定性,特别是在6g以上的负载下.
• 生物电化学甲生产的能源消耗量估计为5.1-12.4Wh L-1 CH4,远低于基于H2的甲化.

结论:

• BEAD技术显著增加了甲的产量,并提高了无氧消化过程中的工艺稳定性.
• BEAD为有效的废物管理和生物气回收提供了一种新且可持续的方法.
• 这些发现支持生物电化学系统优化无氧消化过程的潜力.