文献类型： 中文期刊

作者： 朱燕云 ¹ ; 靳红梅 ¹ ; 龙玉娇 ² ; 朱宁 ² ; 王欣 ³ ; 冯彦房 ² ; 曹云 ¹ ; 张晶 ¹ ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院资源与环境研究所

2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所

3.南京农业大学资源与环境科学学院

关键词： 水热炭;纳米硒;厌氧消化;金属;去除率

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2025 年 41 卷 001 期

页码： 258-267

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 在消化过程中投加负载微量元素硒（Se）的纳米材料或生物炭基材料，是解决畜禽养殖废弃物厌氧消化效率低以及有害重金属元素富集的有效途径。该研究通过水热炭化法制得水热炭基纳米硒（SeHC），并对其物理化学特性进行了具体表征分析。基于此，以含砷（以As计，4.43 mg/kg）猪粪废水为研究对象，开展批次厌氧消化试验，探究中温（37℃）和中高温（44℃）两种工艺条件下SeHC对猪粪厌氧消化产甲烷性能及发酵物中砷去除的影响。结果表明：SeHC相对未负载纳米硒的水热炭HC比表面积显著（P<0.05）增加15.1%，表面官能团（N-H、C=O、C-O和C-X）种类更为丰富；通过厌氧发酵产气性能监测及Gompertz模型拟合，发现中高温耦合外源SeHC处理组强化厌氧产甲烷效果最佳，SeHC处理组的P’（甲烷生产潜力）和Rm（最大产甲烷速率）分别较CK组显著提升72.20%和75.54%，提升率远高于中温条件下；添加SeHC对厌氧消化体系中的砷含量削减效果也最佳，中温下SeHC处理组的砷去除率为5.3%，是CK组的1.86倍，中高温下SeHC处理组的砷去除率为10.7%，是同等温度条件下CK组的3.2倍。综上所述，水热炭基纳米硒SeHC耦合中高温厌氧消化工艺，在同步提高厌氧消化性能和有害物质砷去除方面更具优势，研究结果将为今后水热炭基纳米硒材料功能开发及其在环境和能源领域的应用提供理论参考。