公布日：2023.12.29
申請(qǐng)日：2023.09.22
分類號(hào)：C02F11/04(2006.01)I;C12P5/02(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，將剩余污泥體系中添加導(dǎo)電材料0，100，150和200mg/gVS在溫度為37±1℃和初始pH為7.0的條件下進(jìn)行厭氧消化30天，本發(fā)明首次將MIL-88A(Fe)應(yīng)用于剩余污泥厭氧消化體系中，MIL-88A(Fe)增強(qiáng)厭氧消化體系中有機(jī)物水解速率以及甲烷產(chǎn)生速率；MIL-88A(Fe)通過(guò)促進(jìn)厭氧消化體系中細(xì)胞色素C分泌和導(dǎo)電菌毛的產(chǎn)生來(lái)介導(dǎo)DIET途徑，從而強(qiáng)化體系微生物之間電子傳輸能力。本發(fā)明能提高甲烷產(chǎn)量、緩解揮發(fā)性脂肪酸的積累以及抑制作用、促進(jìn)厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)酸速率和胞內(nèi)外電子傳輸速率，強(qiáng)化厭氧消化系統(tǒng)對(duì)CO2的原位轉(zhuǎn)化，提高甲烷產(chǎn)率，為污水生物處理工藝產(chǎn)生的剩余污泥及固體有機(jī)廢物高效資源化利用提供新思路。
權(quán)利要求書
1.一種鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，包括以下步驟：將廢活性污泥、接種物及MIL-88A(Fe)混合，再調(diào)節(jié)pH值，得厭氧消化體系，然后吹入氮?dú)庵羺捬跸w系內(nèi)無(wú)氧氣，再在密閉的條件下進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，完成鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，呈現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu)的MIL-88A(Fe)為微生物的附著提供條件，且表面的官能團(tuán)有利于微生物生長(zhǎng)繁殖，促進(jìn)種間電子轉(zhuǎn)移，提高其傳遞速率，加速污泥降解及甲烷的產(chǎn)生，提高甲烷產(chǎn)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，所述MIL-88A(Fe)的制備過(guò)程為：將FeCl3和富馬酸溶于蒸餾水中，再進(jìn)行攪拌，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到MIL-88A(Fe)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，所述FeCl3及富馬酸的質(zhì)量比為0.580g：1.352g。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，水熱反應(yīng)的溫度為65℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，反應(yīng)時(shí)間為24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，攪拌時(shí)間為12h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)pH值至7。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，該方法能夠解決厭氧消化剩余污泥產(chǎn)甲烷效能低的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法，包括以下步驟：
將廢活性污泥、接種物及MIL-88A(Fe)混合，再調(diào)節(jié)pH值，得厭氧消化體系，然后吹入氮?dú)庵羺捬跸w系內(nèi)無(wú)氧氣，然后在密閉的條件下進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，完成鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能。
呈現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu)的MIL-88A(Fe)為微生物的附著提供條件，且表面的官能團(tuán)有利于微生物生長(zhǎng)繁殖，促進(jìn)種間電子轉(zhuǎn)移，提高其傳遞速率，加速污泥降解及甲烷的產(chǎn)生，提高甲烷產(chǎn)量。
所述MIL-88A(Fe)的制備過(guò)程為：
將FeCl3和富馬酸溶于蒸餾水中，再進(jìn)行攪拌，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到MIL-88A(Fe)。
所述FeCl3及富馬酸的質(zhì)量比為0.580g：1.352g。
水熱反應(yīng)的溫度為65℃，反應(yīng)時(shí)間為24h，攪拌時(shí)間為12h。
調(diào)節(jié)pH值至7。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的鐵基MOF強(qiáng)化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的方法在具體操作時(shí)，將MIL-88A(Fe)應(yīng)用于厭氧消化，強(qiáng)化厭氧消化系統(tǒng)對(duì)CO2的原位轉(zhuǎn)化，提高甲烷產(chǎn)率，突破傳統(tǒng)厭氧消化周期長(zhǎng)，水解速率低等問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，處理能力強(qiáng)，為MOF應(yīng)用于厭氧消化方面提供良好的研究基礎(chǔ)。同時(shí)MIL-88A(Fe)通過(guò)促進(jìn)厭氧消化體系中細(xì)胞色素C分泌和導(dǎo)電菌毛的產(chǎn)生來(lái)介導(dǎo)DIET途徑，從而強(qiáng)化體系微生物之間電子傳輸能力。
（發(fā)明人：張明寬;劉亞鵬;周明飛;侯智昊;王璟;毛進(jìn);李亞娟;逯佳琪;閆升;郭娉;吳火強(qiáng)）
