当前我国正处于大力发展生物天然气产业的阶段,生物天然气的生产需要通过厌氧发酵将生物质转化为沼气,然后进行净化提纯。我国海岸带资源丰富,海藻产量巨大,是潜在的生物质能源和生物天然气原料。采用厌氧发酵技术,将以海带为例的大型海藻转化为甲烷气体,实现我国海藻生物质的有效利用并产生能源气体甲烷。探究在纳米磁铁矿存在下,对该过程的促进作用及影响机制。研究结果表明,添加纳米磁铁矿能够促进海带中有机物质的降解和甲烷产生,总化学需氧量(TCOD)和溶解性化学需氧量(SCOD)去除可分别提高20%和12%以上,甲烷产量可提高1倍以上。同时,纳米磁铁矿有助于使厌氧系统更加稳定,海带发酵产酸后pH恢复中性的速度更快。微生物群落结构分析显示,纳米磁铁矿对系统内电活性微生物丰度提高明显,可以构建微生物直接种间电子传递(DIET)产甲烷的途径。此外,纳米磁铁矿还能提高5,10-亚甲基四氢甲烷喋呤还原酶控制基因(mer)和杂二硫化物还原酶控制基因(hdrABC)这2类产甲烷菌胞内重要基因的丰度,促进基于DIET产甲烷代谢通路,为我国发展生物天然气产业提供可能方案,助力我国“双碳”目标的实现。

郭励奥,赵若淇,李司琦,等.纳米磁铁矿对海藻厌氧发酵产甲烷性能影响及机制探究[J/OL].能源环境保护,1-10[2024-11-19].https://doi.org/10.20078/j.eep.20241002.