生物炭负载纳米Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>强化活性红2厌氧降解

doi:10.11894/iwt.2020-0816

工业水处理 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (5): 58-61. doi: 10.11894/iwt.2020-0816

生物炭负载纳米Fe₃O₄强化活性红2厌氧降解

王福振¹(),万红友¹,赵子升^1,*(),张广毅²,窦明¹

1. 郑州大学生态与环境学院, 河南郑州 450001
2. 郑州大学水利科学与工程学院, 河南郑州 450001

收稿日期:2021-03-10 出版日期:2021-05-20 发布日期:2021-05-26
通讯作者: 赵子升 E-mail:1161294897@qq.com;zszhao@zzu.edu.cn
作者简介:王福振(1994-), 硕士。E-mail: 1161294897@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(21806145);中国博士后科学基金(2019M662537)

Biochar loaded with Nano-Fe₃O₄ enhances the anaerobic degradation of reactive red 2

Fuzhen Wang¹(),Hongyou Wan¹,Zisheng Zhao^1,*(),Guangyi Zhang²,Ming Dou¹

1. College of Ecology and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
2. School of Water Conservancy Science and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China

Received:2021-03-10 Online:2021-05-20 Published:2021-05-26
Contact: Zisheng Zhao E-mail:1161294897@qq.com;zszhao@zzu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用化学共沉淀法制备了生物炭负载纳米Fe₃O₄（Fe₃O₄@WB）材料，用于提高厌氧消化过程中电子传递效率进而加速活性红2（RR2）的降解。采用XRD、FTIR等检测方法证实了纳米Fe₃O₄已成功负载于生物炭。厌氧降解结果表明，Fe₃O₄@WB显著提高了对RR2废水的厌氧消化性能，与空白组相比，COD去除率、CH₄产量和RR2的降解率分别提高了14.42%、42.64%和26.81%。同时，电子传递体系（ETS）活性、辅酶F₄₂₀含量及污泥电导率的提高进一步证明了系统的电子传递得到增强。

关键词: 厌氧消化, 纳米Fe₃O₄, 生物炭, 活性红2

Abstract:

Biochar-loaded nano-Fe₃O₄(Fe₃O₄@WB) has been prepared by the chemical co-precipitation method to improve electron transfer efficiency during reactive red 2(RR2) anaerobic digestion. XRD, FTIR confirmed that the nano-Fe₃O₄ has been loaded on biochar successfully. The results of anaerobic digestion of RR2 indicated that Fe₃O₄@WB improved the anaerobic digestion obviously. Compared with the control reactor, the COD removal efficiency, methane production and degradation rate of RR2 were increased by 14.42%, 42.64% and 26.81%, respectively. Moreover, the increase of electron transfer system(ETS) active, coenzyme F₄₂₀ concentration and sludge conductivity confirmed the improvement of electron transfer efficiency.

Key words: anaerobic digestion, nano-iron oxide, biochar, reactive red 2

中图分类号:

X703.1

王福振,万红友,赵子升,张广毅,窦明. 生物炭负载纳米Fe₃O₄强化活性红2厌氧降解[J]. 工业水处理, 2021, 41(5): 58-61.

Fuzhen Wang,Hongyou Wan,Zisheng Zhao,Guangyi Zhang,Ming Dou. Biochar loaded with Nano-Fe₃O₄ enhances the anaerobic degradation of reactive red 2[J]. Industrial Water Treatment, 2021, 41(5): 58-61.

https://www.iwt.cn/CN/Y2021/V41/I5/58

图/表 5

表1 模拟废水的组分

项目	数值
RR2	0.200
葡萄糖	1.000
NH₄Cl	0.096
KH₂PO₄	0.022
NaHCO₃	0.200
微量元素溶液	1

图1 Fe₃O₄@WB的XRD（a）和FTIR（b）

图2 RR2废水厌氧消化的降解过程

图3 厌氧消化过程中废水的COD变化（a）和甲烷产量变化（b）

表2 系统内厌氧污泥ETS和辅酶F₄₂₀含量及电导率

项目	ETS/（mg·min^-1·mL^-1）	辅酶F₄₂₀/%	电导率/（μS·cm^-1）
空白	6.76	100.00	1.78
WB	9.14	133.54	5.05
Fe₃O₄@WB	10.68	168.00	10.28

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