弱碱性催化剂辅助水热预处理提升猪粪厌氧消化产甲烷效能研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Hydrothermal pretreatment with and without catalysts to improve anaerobic digestion of pig manure

　　本文系统评估了低温（70°C）与高温（180°C）水热预处理（HTP）联合弱碱催化剂（K2CO3、Na2CO3、K3PO4）对猪粪（PM）厌氧消化（AD）的调控作用。研究发现低温HTP结合Na2CO3可显著提升甲烷产率至293 mL/gVSin，并通过微生物群落分析揭示Methanosarcinales为优势古菌目，为优化AD工艺提供了微生物学依据。

　　

亮点

低温反应温度下HTP处理PM的特性

图1全面展示了未经处理的PM与经低温（70°C）HTP处理的PM特性。如图1a所示，所有样品的挥发性固体/总固体（VS/TS）比率相对一致，平均值约为70%，这是由于未经处理和预处理样品中TS和VS值相对稳定。图1b表明，在70°C处理30分钟后，溶解性有机碳（DOC）值增加，从未经处理PM的0.584 g/L升至HTP处理样品的0.733 g/L。

结论

PM在低温（70°C）和高温（180°C）下的HTP处理，无论是否添加催化剂，都促进了有机物从颗粒态向溶解态的转移。70°C的HTP工艺在提高AD过程中甲烷产率方面被证明比180°C更有效。此外，在低温反应温度的HTP中加入催化剂（K₂CO₃、Na₂CO₃和K₃PO₄）增加了有机化合物的溶出，从而提高了甲烷产率。尽管高温HTP...