• 关键词：微生物电解池  污泥水解液  产甲烷  硅灰石  二氧化碳固定

• 基金项目：国家自然科学基金（No.51678280，51708253）；江苏省太湖水污染治理专项（No.TH2016201）；江南大学自主科研计划

• 姜倩倩
• 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122

• 张衍
• 1. 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 无锡 214122;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215011

• 龚林林
• 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122

• 崔敏华
• 1. 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 无锡 214122;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215011

• 刘和
• 1. 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 无锡 214122;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215011

• 章湝
• 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122

• 符波
• 1. 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 无锡 214122;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215011

• 刘宏波
• 1. 江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 无锡 214122;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215011

• 摘要：厌氧消化-微生物电解池（Anaerobic digestion-Microbial electrolysis cell，AD-MEC）具有有机物降解速度快、降解率高的优点，但其所产沼气中依然存在CO₂含量较高的问题.为降低AD-MEC所产沼气中CO₂的含量，本研究将矿物碳酸化耦合入AD-MEC中，研究添加硅灰石对AD-MEC中CO₂的固定效果.实验结果表明，添加硅灰石可使AD-MEC中CO₂产生量减少40.0%，沼气中CO₂含量从10.0%±1.3%减少到4.5%±1.1%；X射线衍射（XRD）及扫描电镜-能谱（SEM-EDS）分析表明了CaCO₃沉淀的生成，证明硅灰石介导矿物碳酸化固定了AD-MEC中的CO₂.此外，添加硅灰石使Ca²⁺溶出，缓冲了pH，减轻了厌氧消化产酸阶段对产甲烷菌的抑制，促进了有机物的降解，可溶性化学需氧量（SCOD）去除率提高了11.2%，并使CH₄产量提高18.0%，CH₄产率达到305 mL·g^-1，沼气中CH₄含量达到95.5%±1.2%.硅灰石的添加实现了AD-MEC中CO₂的原位捕获，同时增益了厌氧消化效果，提高了甲烷产量.

• Abstract：Anaerobic digestion-Microbial electrolysis cell (AD-MEC) has the advantages of high degradation rate and high degradation efficiency for organic matters. However, CO₂ still exists in its produced biogas with relatively high content. In order to reduce the CO₂ content in biogas, mineral carbonation was coupled in AD-MEC with wollastonite addition in this study. The experimental results show that the addition of wollastonite reduced the CO₂ production in AD-MEC by 40.0%, decreased CO₂ content in biogas from 10.0%±1.3% to 4.5%±1.1%. Results of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy-energy spectroscopy (SEM-EDS) indicate the formation of CaCO₃ precipitate, indicating that CO₂ was fixed in AD-MEC by wollastonite mediated mineral carbonation. In addition, the release of Ca²⁺ from the wollastonite buffered pH during VFAs production and alleviated the inhibition of methanogenesis in the AD-MEC, and improved the degradation of organic matters, with SCOD removal increased by 11.2%. The yield of CH₄ improved by 18.0%, while the productivity of CH₄ reached 305 mL·g^-1, and the content of CH₄ in biogas reached 95.5%±1.2%. Wollastonite addition simultaneously achieved in-situ CO₂ sequestration and CH₄ production promotion in AD-MEC.

• Key words：microbial electrolysis cell  sludge hydrolysate  methane production  wollastonite  carbon sequestration

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