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Enhanced straw fermentation process based on microbial electrolysis cell coupled anaerobic digestion

Chinese Journal of Chemical Engineering 2022年第4期35卷 239-245页

作者： Xinyu Yan Bobo Wang Hongxia Liang Jie Yang Jie Zhao fabrice ndayisenga Hongxun Zhang Zhisheng Yu Zhi Qian College of Resources and Environment University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Research Center for Eco-Environmental Sciences-Institute of Microbiology Chinese Academy of Sciences-University of Chinese Academy of Sciences(RCEES-IMCAS-UCAS)Joint-Lab of Microbial Technology for Environmental ScienceBeijing 100085China Received:2020-11-12 Revised:2021-05-08 Online:2022-04-28 Published:2022-06-18

The low quality and yield of methane severely hinder the industrial application of straw biogas fermentation, and no effective solution has been found so far. In this study, a novel method was developed when a microbial electrolysis cell(MEC) was coupled with normal anaerobic fermentation to enhance methane yield and purity. The fermentation process achieved a methane purity of more than 85%, which is considerably higher than that of previously published reports. With microbial stimulation and an electric current, the degradation of fibers has been greatly enhanced. The MEC system substantially improved the yield and purity of biogas, bringing a new path to the synthesis of methane by carbon dioxide and hydrogen ions in solution under electron irradiation. Electrochemical index analysis showed extra methane synthesis, due to the external circuit electron transfer. The results of the gas chromatography and solid degradation rate showed that the carbon source of extra methane was CO_(2) produced during normal fermentation and additional volatile solid degradation. These results show that the MEC considerably enhanced the quality and yield of methane in the straw fermentation process, providing insights into normal anaerobic fermentation.

关键词： Microbial electrolysis cell(MEC) Methane Straw Fermentation Bioenergy

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共代谢策略强化微生物燃料电池降解甲硝唑的研究

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广东化工 2019年第12期46卷 22-25页

作者：于洋陈从立李倾城 ndayisenga fabrice 东北师范大学环境学院

本实验以醋酸钠(2mM)作为共代谢基质,以甲硝唑为目标污染物,运行四个产电周期。实验结果表明:燃料电池体系分别加入35mg/L、15mg/L、5mg/L甲硝唑后运行至第四个周期,燃料电池峰值电压分别下降了88%、80%、7%;功率密度分别下降了94%、71%... 详细信息

本实验以醋酸钠(2mM)作为共代谢基质,以甲硝唑为目标污染物,运行四个产电周期。实验结果表明:燃料电池体系分别加入35mg/L、15mg/L、5mg/L甲硝唑后运行至第四个周期,燃料电池峰值电压分别下降了88%、80%、7%;功率密度分别下降了94%、71%、3%。当共基质醋酸钠比例较低时,循环伏安特性曲线氧化还原峰消失,甲硝唑去除效率降低,细胞破损较为严重,细胞质溶出发生明显的质壁分离现象;而当共基质醋酸钠浓度充足时,氧化还原峰并没有显著的变化,甲硝唑去除效率升高,细胞的完整性较好,处于健康状态。实验结果表明醋酸钠作为共代谢基质促进了细胞色素对电子的传递作用,加快了体系的电能转化,削弱了甲硝唑对微生物的抑制作用,使燃料电池运行更加稳定。

关键词：微生物燃料电池甲硝唑共代谢产电

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Enhanced straw fermentation process based on microbial electrolysis cell coupled anaerobic digestion

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2022年第4期

作者： Xinyu Yan Bobo Wang Hongxia Liang Jie Yang Jie Zhao fabrice ndayisenga Hongxun Zhang Zhisheng Yu Zhi Qian

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