通过降低液膜阻力和不均匀性，提升双向流潮汐生物反应器中氢气驱动的二氧化碳生物甲烷化性能

本研究设计了一种双向流潮汐生物反应器，旨在增强氢气驱动的二氧化碳生物甲烷化过程。该生物反应器通过让生物膜在营养液浸泡与氢气/二氧化碳暴露之间交替切换，形成干湿交替状态。这种潮汐运行模式在干燥阶段可最小化液膜厚度，在湿润阶段则能确保营养物质的均匀分布。

研究采用双向氢气/二氧化碳供应方式，以减少反应器高度方向上生物膜厚度的不均匀性。在9.7分钟的空床停留时间下，二氧化碳生物甲烷化过程保持稳定，甲烷生成速率达到26.8 Nm³ CH₄/(m³·d)。产物气中甲烷含量为95.0±2.5%，氢气/二氧化碳转化效率达90.8%。

潮汐运行模式还能缓解溶解性和悬浮性有机物（如有机酸和脱落的生物膜）的积累。生物膜中的优势细菌包括发酵菌（如Petrimonas属）和利用氢气的同型产乙酸菌（如Sporomusa属）。同时，观察到富集的氢营养型产甲烷菌，尤其是甲烷杆菌属。

总体而言，本研究凸显了该生物反应器在改善二氧化碳生物甲烷化方面的有效性。

服务对象 ： 中国矿业大学
发表时间： 2024 年 8 月 12 日
发表期刊： Bioresource Technology
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131247