Journal of Cleaner Production ( IF 9.7 ) Pub Date : 2023-09-06 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.138723 Xue Ning , Chen Deng , Daniel T. Hickey , Anga Hackula , Richard O'Shea , David M. Wall , Richen Lin , Jerry D. Murphy
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青贮饲料和牛粪等农场原料具有顽固特性，可能限制生物燃料生产中的微生物转化。在两阶段厌氧消化中引入生物炭补充剂可以促进原料水解并提高生物氢和生物甲烷生产中的能量产量。首先在不添加生物炭的批量试验中研究了生物甲烷潜力；结果表明，单级消化中的生物甲烷产量为每千克 (kg) 挥发性固体 (VS) 230 L，两级消化中的生物甲烷产量为 275 L/kg VS。在连续试验中，在有机负荷率为 4.0 g VS/L/d 的情况下，两级消化的第二级消化器在添加 10 g/L 生物炭的情况下，甲烷产量为 237 L/kg VS；这比未添加生物炭的第二阶段消化器高 7%。在4.0 g VS/L/d的相同负荷率下，添加10 g/L生物炭的连续单级消化生物甲烷产率为212 L/kg VS；这比未添加生物炭的单级消化器高 3%。研究发现生物炭可以增强产氢阶段顽固固体成分的水解，促进产甲烷过程中生物甲烷的产生，并稳定消化过程。在添加 10 g/L 生物炭、负载率为 4.0 g VS/L/d 的两阶段消化中，获得了每 kg VS 8.5 MJ 氢气和甲烷的最高能量产率。结果表明，生物炭补充剂的应用可以有效提高两级厌氧消化中气态生物燃料的产量。添加10 g/L生物炭的连续单级消化的生物甲烷产量为212 L/kg VS；这比未添加生物炭的单级消化器高 3%。研究发现生物炭可以增强产氢阶段顽固固体成分的水解，促进产甲烷过程中生物甲烷的产生，并稳定消化过程。在添加 10 g/L 生物炭、负载率为 4.0 g VS/L/d 的两阶段消化中，获得了每 kg VS 8.5 MJ 氢气和甲烷的最高能量产率。结果表明，生物炭补充剂的应用可以有效提高两级厌氧消化中气态生物燃料的产量。添加10 g/L生物炭的连续单级消化的生物甲烷产量为212 L/kg VS；这比未添加生物炭的单级消化器高 3%。研究发现生物炭可以增强产氢阶段顽固固体成分的水解，促进产甲烷过程中生物甲烷的产生，并稳定消化过程。在添加 10 g/L 生物炭、负载率为 4.0 g VS/L/d 的两阶段消化中，获得了每 kg VS 8.5 MJ 氢气和甲烷的最高能量产率。结果表明，生物炭补充剂的应用可以有效提高两级厌氧消化中气态生物燃料的产量。研究发现生物炭可以增强产氢阶段顽固固体成分的水解，促进产甲烷过程中生物甲烷的产生，并稳定消化过程。在添加 10 g/L 生物炭、负载率为 4.0 g VS/L/d 的两阶段消化中，获得了每 kg VS 8.5 MJ 氢气和甲烷的最高能量产率。结果表明，生物炭补充剂的应用可以有效提高两级厌氧消化中气态生物燃料的产量。研究发现生物炭可以增强产氢阶段顽固固体成分的水解，促进产甲烷过程中生物甲烷的产生，并稳定消化过程。在添加 10 g/L 生物炭、负载率为 4.0 g VS/L/d 的两阶段消化中，获得了每 kg VS 8.5 MJ 氢气和甲烷的最高能量产率。结果表明，生物炭补充剂的应用可以有效提高两级厌氧消化中气态生物燃料的产量。
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