刘建
- 作品数：4 被引量：16H指数：3
- 供职机构：四川大学生命科学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程电气工程化学工程生物学更多>>
- 不同阳极电势驯化对于丁酸梭菌葡萄糖代谢影响研究被引量：3
- 2017年
- 构建丁酸棱菌Clostridium butyricum生物化学反应器,以研究不同驯化电势对其活性的影响.电池性能测试表明该菌具有良好的电活性.在该菌的生物电解池中,控制阳极电势(+0.6V、+0.2V和-0.2V,vs Ag/AgCl),电驯化菌株,结果显示该菌的电活性及葡萄糖代谢呈现出明显差异.0.6V和0.2V组的最大输出电流分别为1.8mA和1.2mA,而-0.2V组为0.02mA.高电势组内,乳酸、丁二酸和乙醇的含量逐渐减少,同时生成少量乙酸和丁酸.但-0.2V组则生成了大量丁酸(345mg/L)和生物质,伴随少量CO2生成(4%).实验结果表明高阳极电势促进生物膜的电极呼吸代谢,抑制其发酵代谢,从而表现出高生物电活性.
- 代凤刘建孙霞高平李大平
- 关键词：丁酸梭菌葡萄糖代谢
- 生活污水有机负荷率对连续流单室无膜微生物电解池性能的影响被引量：6
- 2017年
- 连续流微生物电解池能有效应用于污水处理中,为了解不同有机负荷率(OLR)对单室微生物电解池(MEC)性能的影响,采用连续流方式,以生活污水为基质,研究恒定外加电压0.6 V、不同OLR(810、920、1 080、1 484、1 680、2 531、2 780 mg L^(-1) d^(-1))情形下化学需氧量(COD)去除率、甲烷(CH4)产率及能耗等.结果表明,随着OLR增加,COD去除率和能量消耗呈降低趋势,而CH4产率呈增加趋势.实验初期,外加电压为0.6 V,进水COD浓度为200 mg/L,MEC对COD去除率达到70%,而厌氧消化(AD)只能达到41%,此时MEC中CH4含量为8.39%,而AD只有6.44%.实验过程中,外加电压为0.6 V,OLR为2 780 mg L^(-1) d^(-1)时,CH4产率达到了(126.72±0.30)m L L^(-1) d^(-1),而能量消耗为(0.032 0±0.0052)k W h/kg COD.菌群高通量分析结果显示,MEC阳极碳毡的优势菌群为Methanothrix sp.和Geobacter sp.,其丰度分别为39.05%和21.83%,而AD组相应丰度只占2.00%和11.76%.综上,MEC可以在低能耗下有效处理低浓度生活污水并同步产CH4,这为生活污水处理提供了新的思路.
- 刘建高平张艳艳吴亭亭李大平
- 关键词：有机负荷率生活污水甲烷能耗
- 单室微生物电解池处理黄水产甲烷被引量：3
- 2017年
- 为进一步挖掘酿酒副产物黄水的资源化利用空间,构建不锈钢单室微生物电解池(MEC)处理黄水并实现能源回收.以4%的黄水为基质,考察不同外加电压(0.4V、0.6V、0.8V、1.0V)对黄水处理过程中化学需氧量(COD)去除、各有机酸降解、甲烷产生及能量平衡等的影响.结果表明,当外加0.8V电压时,MEC中COD去除率达到94.90%±0.70%,较对照组(AD)的82.00%±0.70%增加了12.90%±0.74%.同时,COD去除负荷达(5.27±0.51)kgm^(-3)d^(-1),是AD(3.45±0.09)kgm^(-3)d^(-1)的1.53倍.对反应中甲烷产生速率和有机酸组分变化分析表明,当外加0.6V电压时,MEC中的甲烷产生速率为(1818.54±145.77)mLL^(-1)d^(-1),比AD(1014.88±121.44)mLL^(-1)d^(-1)增加了78.19%;当外加电压为0.8V时,MEC中的乙醇去除速率为(102.37±14.65)mgL^(-1)h^(-1),是AD组(57.31±10.45)mgL^(-1)h^(-1)的1.79倍;AD组的最高丙酸浓度高达(1436.10±84.42)mg/L,而外加1.0V电压的MEC组,其最高丙酸浓度为(845.57±76.72)mg/L,较之降低了(590.53±7.73)mg/L.当反应周期结束时,AD中残留的乙酸和丙酸浓度分别是MEC(外加0.8V电压)中的93.57和5.31倍.最后,反应器能量平衡分析的结果表明,当外加电压为1.0V时,其能量产生与净能量产生分别达到了(3.93±0.48)kWhkg^(-1)、(3.80±0.48)kWhkg^(-1),较AD组(2.92±0.37)kWhkg^(-1)分别增加了(1.01±0.12)kWhkg^(-1)、(0.88±0.12)kWhkg^(-1),且MEC均获得了较AD组更多的净能量.综上表明该MEC可有效促进黄水处理效率并回收甲烷,其最佳外加电压为0.8V.
- 吴亭亭杨暖杨暖张艳艳刘建刘建
- 关键词：黄水COD产甲烷
- 微生物电解酿酒废水高效产甲烷被引量：5
- 2016年
- 为提高酿酒废水产甲烷效率,采用新型单室无膜微生物电解池(MEC),以酿酒废水为基质,考察不同外加电压(0.4 V、0.8 V、1.2 V)和传统消化(AD)对COD的去除、甲烷产生速率和能量回收的影响.结果表明,MEC外加电压为0.8 V时,COD的去除负荷达7.09±0.74 kg m^(-3)·d^(-1),较厌氧消化AD(4.19(±0.5)kg m^(-3) d^(-1))增加了69%.外加电压显著促进了乙醇的降解,0.4 V、0.8 V、1.2 V的MEC乙醇降解速率分别为121.84.17±19.3 mgL~(-1_ h^(-1)、256.45±18.04 mgL^(-1) h^(-1)、625.57±81.76 mgL^(-1) h^(-1),分别是AD(88.02±15.13 mg L^(-1) h^(-1))的1.38倍、2.91倍和7.1倍.外加0.8 V,甲烷产生速率达到2019.78±76.41 mL L^(-1) d^(-1),与AD(851.91±48.31 mLL^(-1) d^(-1))相比,增加了1.37倍;总能量回收率达到77.75%±0.88%,是AD(39.59%±2.31%)的1.97倍.循环伏安扫描(CV)发现MEC的碳毡在-0.270 V附近和0.035 V附近存在明显的还原峰和氧化峰.菌群高通量测序表明MEC的优势菌群为Methanothrix sp.和Geobacter sp.,其在混合菌群中的相对丰度分别为38.4%和12.83%,AD对应菌群的相对丰度仅为8.72%和1.21%.上述结果表明新型微生物电解池可显著促进酿酒废水的处理并提高甲烷产生速率和能量回收率.
- 孙霞徐占成向元英刘建高平李大平
- 关键词：酿酒废水甲烷
