铁改性生物炭对啤酒废水厌氧消化产甲烷的促进作用研究

叶俊沛^1,2，张盼月²，仙光³，张光明³

1. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 北京林业大学环境科学与工程学院3. 中国人民大学环境学院

摘 要：啤酒生产过程中产生的大量高COD废水必需经过有效处理,达到标准后才能排放或二次循环利用。本研究以固体废弃物杨木木屑作为原料,经过载铁改性后,在550℃条件下热解,制备了铁改性生物炭（Fe/C）和未改性生物炭（BC）,研究了它们对啤酒废水厌氧消化产甲烷的影响。实验结果表明,BC和Fe/C能够明显将产甲烷迟滞期缩短33%。BC和Fe/C的产甲烷对数期分别为40h和14h,虽然BC产气对数期比Fe/C长,但Fe/C在对数期的产甲烷速率明显高于BC,因此Fe/C的甲烷产量明显高于BC的甲烷产量。经过48h厌氧消化后,对比空白组,Fe/C和BC的最大产气量分别提高了81.36%和70.28%,说明Fe/C和BC能够明显促进啤酒废水产甲烷。傅里叶红外转换光谱（FT-IR）表明,BC和Fe/C中脂肪烃官能团在厌氧消化前后发生明显偏移,同时生物炭对微生物具有吸附作用。XRD谱中,厌氧消化前后BC中无机相对应的峰位减弱,说明厌氧消化过程中生物炭中灰分溶出,这可能是BC对厌氧消化过程有促进作用的原因。Fe/C中铁氧化物等无机组分的存在,促进了厌氧消化过程。

关键词：铁改性生物炭;啤酒废水;厌氧消化;