中国环境科学

作者：刘芝宏, 殷霄云, 邢剑波, 郭政通, 赵婷, 岳秀萍, 周爱娟

单位：1. 太原理工大学环境科学与工程学院, 山西 太原 030024;2. 山西高等创新研究院, 山西 太原 030024;3. 大同市生态环境评估中心, 山西 大同 037000

关键词：电解质,铁阳极,剩余污泥,电发酵,氢气,蓝铁矿

基金：国家自然科学基金资助项目(52100155,52270134,52070139);山西省基础研究计划项目(20210302124347);中国博士后科学基金资助面上项目(2022M722007)

基于剩余污泥的资源属性,构建了铁阳极介导的新型微生物电发酵体系,以氯化钠为电解质,探究了不同NaCl浓度(10mmol/L,30mmol/L和60mmol/L)对污泥发酵模拟液同步产氢及蓝铁矿生成效能的影响.结果表明,10mmol/L条件下,氢气产量达到峰值(387.8±14.2) mL,相比30mmol/L组(312.2±18.6) mL和60mmol/L组(100.3±10.4) mL分别提升23.5%和286.6%,短链挥发性脂肪酸(SCFAs)利用率达81.2%,均高于其他各组.各组溶解性磷酸盐在电发酵3d内实现完全去除,10mmol/L体系中Fe2+占比达77.6%,并随电解质浓度升高而降低.扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪技术(XRD)表征发现,体系内沉淀以蓝铁矿结晶为主,且结晶度与电解质浓度呈负相关.低电解质浓度提升了体系生物膜的充放电性能,10mmol/L条件下,生物阴极微生物主要以电化学活性菌(EAB)和厌氧发酵菌为主,累积丰度达22.10%和42.37%,异化铁还原菌(如Bacteroides、Pseudomonas和Sphingomonas)占比达9.17%.

来源：2023年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

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