This study evaluated long-term performance of graphene oxide (GO) and magnetic GO (MGO) nanosheets in semi-continuous-flow anaerobic digestion (AD) of municipal sludge over 230 days. At organic loading rates (OLRs) of 2.6 and 3.4 g chemical oxygen demand (COD)fed/L/day, 20 and 200 mg/L of GO and MGO did not affect AD performance. However, at an OLR of 5.2 g CODfed/L/day, where control digesters failed, 20 and 200 mg/L of GO and MGO sustained biogas yields at 190 mL/g CODfed/day, similar to yields at lower OLRs (2.6 and 3.4 g CODfed/L/day). This performance persisted after thedaily nanosheet replenishment stopped. Improvements were due to enhanced conductivity and microbial syntropy. The results showed a strong correlation with previous biochemical methane potential (BMP) assays, positioning BMP as a predictive tool for continuous-flow AD performance. Overall, this study demonstrated potential of GO/MGO nanosheets to improve the stability and efficiency of AD systems under stress.

中文翻译：

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痕量浓度的氧化石墨烯和磁性氧化石墨烯在压力下拯救厌氧市政污泥消化池


本研究评估了氧化石墨烯 （GO） 和磁性 GO （MGO） 纳米片在 230 天内在城市污泥半连续流厌氧消化 （AD） 中的长期性能。在 2.6 和 3.4 g 化学需氧量 （COD） 进料/L/天的有机负荷率 （OLR） 下，20 和 200 mg/L 的 GO 和 MGO 不会影响 AD 性能。然而，在 5.2 g CODfed/L/天的 OLR 下，对照发酵池失效，20 和 200 mg/L 的 GO 和 MGO 将沼气产量维持在 190 mL/g CODfed/天，与较低 OLR 下的产量相似（2.6 和 3.4 g CODfed/L/天）。在每日纳米片补货停止后，这种表现仍然存在。改善是由于增强的电导率和微生物共熵。结果显示，BMP 与以前的生化甲烷潜力 （BMP） 测定具有很强的相关性，将 BMP 定位为连续流 AD 性能的预测工具。总体而言，本研究证明了 GO/MGO 纳米片在提高应力下 AD 系统的稳定性和效率的潜力。