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青島能源所工業生物燃氣研究中心利用氫氧化細菌構建新型沼氣提純途徑时间:2024-07-04 CO2作為厭氧消化的主要氣體副產物會顯著降低沼氣的熱值,因此需要通過沼氣提純技術去除CO2的同時提升CH4的含量。氫氧化細菌(HOB)由于其高效CO2捕集和生物合成能力,表現高效驅動生物沼氣升級的潛力。青島能源所工業生物燃氣研究中心研究了在Cupriavidus necator H16不同氣體供應條件下的沼氣提純能力相關研究成果以“Simultaneous biogas upgrading and single cell protein production using hydrogen oxidizing bacteria”發表在Chemical Engineering Journal(中科院1區, IF=15.1)上。
結果顯示,在分批實驗中,經HOB處理后,CH4濃度可在72小時內從57.09%提高至98.46%,CO2吸收效率可達27 mL/(L·h),滿足沼氣提純的需求。在生物反應器放大實驗中,CH4濃度在96小時內增加至94.22%。除了沼氣提純,HOB其蛋白質含量為43.75-70.83%不等?偣矞y定出17種氨基酸,其中包括8種必需氨基酸。蛋白質可消化氨基酸評分(PDCAAS)表明HOB蛋白質中的必需氨基酸含量均衡,與魚粉和豬肉的質量非常接近。技經濟分析顯示使用基于HOB的沼氣提純可以使厭氧發酵過程的凈收入提高48.49%。相反,基于氫氣營養型甲烷菌(HM)的沼氣提純過程導致凈收入減少57%。本研究建立了從有機固體廢物到生物甲烷和可利用蛋白質來源的碳循環路徑,促進了可持續養分回收。這種方法不僅增強了經濟效益,還降低了與厭氧消化過程相關的碳排放。 付善飛研究員和范曉蕾副研究員為本研究的通訊作者,該工作獲得了山東省自然科學基金、泰山學者青年計劃和青島新能源山東實驗室開放課題的支持。 原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151576 |
