發(fā)布時間：2018-12-14 07:24

【摘要】：為進一步挖掘釀酒副產(chǎn)物黃水的資源化利用空間,構建不銹鋼單室微生物電解池(MEC)處理黃水并實現(xiàn)能源回收.以4%的黃水為基質(zhì),考察不同外加電壓(0.4V、0.6V、0.8V、1.0V)對黃水處理過程中化學需氧量(COD)去除、各有機酸降解、甲烷產(chǎn)生及能量平衡等的影響.結果表明,當外加0.8V電壓時,MEC中COD去除率達到94.90%±0.70%,較對照組(AD)的82.00%±0.70%增加了12.90%±0.74%.同時,COD去除負荷達(5.27±0.51)kgm~(-3)d~(-1),是AD(3.45±0.09)kgm~(-3)d~(-1)的1.53倍.對反應中甲烷產(chǎn)生速率和有機酸組分變化分析表明,當外加0.6V電壓時,MEC中的甲烷產(chǎn)生速率為(1818.54±145.77)mLL~(-1)d~(-1),比AD(1014.88±121.44)mLL~(-1)d~(-1)增加了78.19%;當外加電壓為0.8V時,MEC中的乙醇去除速率為(102.37±14.65)mgL~(-1)h~(-1),是AD組(57.31±10.45)mgL~(-1)h~(-1)的1.79倍;AD組的最高丙酸濃度高達(1436.10±84.42)mg/L,而外加1.0V電壓的MEC組,其最高丙酸濃度為(845.57±76.72)mg/L,較之降低了(590.53±7.73)mg/L.當反應周期結束時,AD中殘留的乙酸和丙酸濃度分別是MEC(外加0.8V電壓)中的93.57和5.31倍.最后,反應器能量平衡分析的結果表明,當外加電壓為1.0V時,其能量產(chǎn)生與凈能量產(chǎn)生分別達到了(3.93±0.48)kWhkg~(-1)、(3.80±0.48)kWhkg~(-1),較AD組(2.92±0.37)kWhkg~(-1)分別增加了(1.01±0.12)kWhkg~(-1)、(0.88±0.12)kWhkg~(-1),且MEC均獲得了較AD組更多的凈能量.綜上表明該MEC可有效促進黃水處理效率并回收甲烷,其最佳外加電壓為0.8V.
[Abstract]:In order to further excavate the reuse space of yellow water, a stainless steel single chamber microbial electrolytic cell (MEC) was constructed to treat yellow water and realize energy recovery. The effects of different applied voltages (0.4 V ~ (0.6) V ~ (0.8) V ~ (-1) V) on (COD) removal, organic acid degradation, methane production and energy balance during yellow water treatment were investigated with 4% yellow water as substrate. The results showed that the removal rate of COD in MEC was 94.90% 鹵0.70%, 12.90% 鹵0.74% higher than that in control group (82.00% 鹵0.70%). Meanwhile, the removal load of COD was (5.27 鹵0.51) kgm~ (-3) d-1, 1.53 times that of AD (3.45 鹵0.09) kgm~ (-3) d-1. The analysis of methane production rate and organic acid composition in the reaction shows that the methane production rate in MEC is (1818.54 鹵145.77) mLL~ (-1) d-1 when applied 0.6 V voltage. 78.19% more than AD (1014.88 鹵121.44) mLL~ (-1) d-1; When the applied voltage was 0.8 V, the ethanol removal rate in MEC was (102.37 鹵14.65) mgL~ (-1) h ~ (-1), which was 1.79 times higher than that in AD group (57.31 鹵10.45) mgL~ (-1) h ~ (-1). The highest propionic acid concentration in AD group was (1436.10 鹵84.42) mg/L, but the highest propionic acid concentration was (845.57 鹵76.72) mg/L, lower than (590.53 鹵7.73) mg/L. in MEC group with 1.0 V voltage. At the end of the reaction cycle, the residual concentrations of acetic acid and propionic acid in AD were 93.57 and 5.31 times higher than those in MEC (plus 0.8 V voltage), respectively. Finally, the results of energy balance analysis showed that the energy production and net energy generation reached (3.93 鹵0.48) kWhkg~ (-1), (3.80 鹵0.48) kWhkg~ (-1) when the applied voltage was 1.0 V. Compared with AD group (2.92 鹵0.37) kWhkg~ (-1) increased (1.01 鹵0.12) kWhkg~ (-1), (0.88 鹵0.12) kWhkg~ (-1), and MEC obtained more net energy than AD group. The results show that the MEC can effectively promote the efficiency of yellow water treatment and recover methane, and the optimum applied voltage is 0.8 V.
【作者單位】： 中國科學院成都生物研究所;中國科學院大學;四川大學生命科學學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(31270166)資助~~
【分類號】：X172;X792

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本文編號：2378182