【摘 要】
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厌氧发酵（Anaerobic fermentation,AF）是一种有效的废弃物处理手段,它在实现废弃物的资源化利用的同时,可以产生清洁燃料（沼气）。但是,厌氧发酵的一些缺点,例如,低的沼气产量,不完全的有机物降解率和较差的沼渣利用率,限制了厌氧发酵的广泛应用。通过采用共发酵模式和添加促进剂可以明显改善这些缺点。以废弃芦荟皮为原料,通过水热碳化结合氢氧化钾活化制备了具有蜂窝状的生物质碳,并探究生物
【基金项目】
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国家自然科学基金资助（51672208）； 国家“十二五”科技支撑计划项目（No.2012BAD47B02）； 国家重点研发计划（2018YFB1502902）； 陕西省科技厅项目（2010K01-120和2015JM5183）；
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厌氧发酵（Anaerobic fermentation,AF）是一种有效的废弃物处理手段,它在实现废弃物的资源化利用的同时,可以产生清洁燃料（沼气）。但是,厌氧发酵的一些缺点,例如,低的沼气产量,不完全的有机物降解率和较差的沼渣利用率,限制了厌氧发酵的广泛应用。通过采用共发酵模式和添加促进剂可以明显改善这些缺点。以废弃芦荟皮为原料,通过水热碳化结合氢氧化钾活化制备了具有蜂窝状的生物质碳,并探究生物质碳对厌氧共消化系统的影响。在添加生物质碳的共消化体系中（0.1 wt.%,0.2 wt.%和0.3 wt.%）,累积沼气产量（279.6–297.9 m L/g VS）、化学需氧量（Chemical oxygen demand,COD,55.20%–63.11%）去除率和挥发性固体（Volatile solids,VS,49.32%–53.78%）去除率相比于对照组（Control check,CK,236.6 m L/g VS,46.41%,39.69%）,分别提高了18.17%–25.91%、18.94%–35.98%和26.73%–35.50%。以富含磷的蛭石作为共发酵添加剂,探究其在不同浓度下（0.1 wt.%,0.3 wt.%,0.6 wt.%和0.9 wt.%）对共发酵性能的影响。与CK组相比（234.08m L/g VS,39.38%）,添加蛭石后的共发酵系统的累积沼气产量（295.14–353.96 m L/g VS）和COD去除率（45.53%–71.03%）分别提高了26.09%–51.21%和15.62%–80.37%。共发酵结束后,含有蛭石的沼渣具有更高的稳定性、肥效值（5.97%–6.81%vs.5.76%）、总磷含量（11.44–13.29 g/kg vs.10.37 g/kg）和水溶性磷含量（6.06–9.79 g/kg vs.7.94g/kg）。此外,提出了蛭石在厌氧共发酵系统中的潜在作用机制。基于最佳的生物质碳（0.2 wt.%）和蛭石（0.3 wt.%）添加量,将两种添加剂混合后加入厌氧共发酵系统。当蛭石含量较少时（0.1 wt.%和0.3 wt.%）,得到的累积沼气产量（201.1–247.4 m L/g VS）和COD去除率（47.29%–54.32%）均小于或接近于CK值（237.1 m L/g VS,49.39%）。增加蛭石含量（0.6 wt.%和0.9 wt.%）,累积沼气产量（280.11–332.22 m L/g VS）和COD去除率（52.32%–66.63%）比CK的有所提高（237.1 m L/g VS,49.39%）。总之,通过添加蛭石和生物质碳,不仅提高了沼气产量、COD去除率、沼渣稳定性、肥效和磷含量,同时也提高了沼渣的肥料化利用潜能,这为以后沼渣实现资源化利用开辟了新道路。
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