改性石墨毡阳极用于微生物电解产甲烷研究

摘要

为缩短微生物电解池(MEC)的启动时间并提高厌氧消化速率,选择针铁矿和活性炭作为修饰材料对石墨毡阳极进行改性(即GF+Fe、GF+AC),在不同电压(0.6、0.8和1.0 V)及不同碳源(葡萄糖和VFAs)条件下对比底物降解速率和甲烷产率。结果表明:GF+Fe的峰值电流最高,可达到3~5 m A,改性阳极反应器各项参数(底物降解速率、甲烷产率)优于未改性阳极反应器;反应第一批次3 d内COD去除率达到70%以上;当电压为0.6~0.8 V时,GF+AC的甲烷产量高于GF+Fe,而在较高电压(1.0 V)下,GF+Fe反应器的甲烷产量是GF+AC反应器的1.3倍,这可能是因为铁还原菌等耗氢微生物活性受抑制而产甲烷菌活性增强,说明产电菌和产甲烷菌之间的协同竞争关系受外部条件变化的影响。总而言之,活性炭和针铁矿改性石墨毡可缩短MEC的启动时间;在1.0 V电压下,GF+Fe的甲烷产量最多,且对丙酸和丁酸的降解效果相对更好。