【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于固體廢棄物資源化利用，更具體的說是涉及一種fe3o4/bc復合材料的制備方法及其應用。
技術介紹
1、近些年來，伴隨著中國經濟社會的蓬勃發展，人們在日常生活中對蔬菜的需求與日俱增，蔬菜種植的面積和產量亦逐年遞增。然而，蔬菜種植業在助推中國經濟發展的同時，也給農村地區的生態環境帶來了巨大的挑戰。在蔬菜種植區域和儲存中轉場所，數量眾多的蔬菜尾菜未能得到妥善的處理，對當地的生態環境造成了不同程度的污染。這些尾菜若不能得到合理有效的處置，不僅會影響土壤質量、破壞水資源，還會對周邊的空氣和生態平衡造成負面效應。
2、由于蔬菜尾菜的高含水和易腐爛特性，使用蔬菜尾菜作為單一底物進行厭氧發酵時產氣率較低，并且容易造成vfa的積累而導致發酵系統的酸化。alvarez?and?lidénandjiang?et?al.報道了僅使用蔬菜尾菜單一底物進行ad，造成vfa的積累，導致系統ph降低，最終ad失敗。之前的相關報道將蔬菜尾菜的進料有機負荷(olr)限制在3.0g.vs.l-1.d-1。為了避免蔬菜尾菜厭氧發酵的酸化，大部分關于蔬菜尾菜厭氧發酵的研究工作，主要使用動物糞便、污泥和其他有機物與蔬菜尾菜混合進行共消化。但是在規模化蔬菜種植產地和儲存冷庫周邊，很少有規模化養殖場或污水廠為其提供充足的共消化原料。
3、同時，厭氧發酵中存在復雜的微生物菌群，產乙酸菌與產甲烷菌之間的種間電子傳遞對產甲烷過程有重要的影響。近些年，許多研究發現，(iet)主要包括種間氫轉移(iht)、種間甲酸轉移(ift)以及種間直接電子轉移
4、因此，如何提供一種fe3o4/bc復合材料的制備方法及其應用，進而提高蔬菜尾菜厭氧發酵過程中進料有機負荷(olr)、原料產氣率、降低揮發性脂肪酸和cod，改善厭氧發酵菌群結構，是本領域技術人員急需解決的問題。
技術實現思路
1、為了克服現有技術中的缺點和不足，本專利技術提供了一種fe3o4/bc復合材料的制備方法及其應用。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種fe3o4/bc復合材料的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)將生物質原料粉碎后烘干，然后放置在管式爐內，持續通入氬氣，升溫并保持，冷卻至室溫后取出，依次使用去離子水和無水酒精分別洗滌3-4次，烘干，使用球磨機進行研磨，過50-200目篩，密封保存，得到生物炭bc；
5、(2)將fecl3·6h2o與fecl2·4h2o均勻混合于蒸餾水中，繼續加入生物炭bc，超聲30min，強力攪拌后沉淀30min，通ar氣攪拌并緩慢滴加氨水，持續攪拌30min，然后轉移至水浴鍋中持續通ar氣并緩慢攪拌，90℃下加熱3h，冷卻至室溫；
6、(3)在冷卻后的溶液底部放入強磁鐵沉淀10min篩選出固體，再用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌至ph為6.5-7.5，60℃下烘干12h，得到fe3o4/bc復合材料。
7、優選的，步驟(1)中，所述生物質原料選自玉米秸稈、竹子、小麥秸稈、核桃殼中的一種，將生物質原料粉碎后60℃下烘干12h；
8、以5-10℃/min的升溫速率升至550-600℃，并保持3h。
9、優選的，所述fecl3·6h2o與fecl2·4h2o的摩爾比為40-172：20-58，所述蒸餾水和氨水的體積比為100-250：40-100，所述bc和蒸餾水的質量體積比為5-15：100-250g/ml，氨水濃度為25-28％。
10、本專利技術還提供了一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，采用上述得到的fe3o4/bc復合材料，具體操作如下：
11、1)從沼氣發酵裝置中取厭氧污泥，放入厭氧發酵罐中，第一次加入營養鹽和微量元素，同時添加fe3o4/bc復合材料，密封沼氣發酵裝置，進行菌種馴化培養，控制發酵溫度為25-50℃，1天后開始產沼氣，7天后產氣量下降；
12、2)10天后補加營養鹽、微量元素和fe3o4/bc復合材料，在相同條件下進行第二次接種物的培養；
13、3)第二次接種物培養7天后，補加營養鹽、微量元素和fe3o4/bc復合材料，在相同條件下進行第三次接種物的培養，7天后得到蔬菜尾菜厭氧發酵的接種物。
14、優選的，步驟1)中營養鹽的加入量為1.5-2.0kg/m3，步驟2)中營養鹽的加入量為3.0-4.0kg/m3，步驟3)中營養鹽的加入量為4.5-5.0kg/m3。
15、優選的，微量元素每次加入量為接種物總重量的0.1-0.2％，fe3o4/bc復合材料每次加入量為100-400mg/l發酵容積。
16、優選的，所述營養鹽包括以下重量份的原料：醋酸鈣100份、丙酸鈣20份、丁酸鈣10份、尿素5份、過磷酸鈣5份、酵母膏1份.
17、優選的，所述微量元素包括以下重量份的原料：硫酸亞鐵1000份、氯化鋅1份、氯化錳1份、氯化鎳0.4份、氯化鈷0.4份。
18、本專利技術還提供了上述方法制備得到的fe3o4/bc復合材料在促進蔬菜尾菜厭氧發酵中的應用。
19、上述的fe3o4/bc復合材料在促進蔬菜尾菜厭氧發酵中的應用，具體操作如下：
20、(a)前期：在發酵罐中添加上述所得的接種物，接種物占有效發酵容積的20％-40％，首次添加蔬菜尾菜有機負荷olr為0.688g.vs/l.d，隨后每隔3d提升olr，每次提升olr10％-20％，同時每次進料時添加fe3o4/bc復合材料，加入量為200mg/l進料量，前期不出料，直至發酵罐達到有效發酵容積；
21、(b)當發酵罐達到有效發酵容積時，每隔5-8d提升olr，每次提升olr5％-10％，直至olr達到3.715g.vs/l.d后，不再提升；
22、(c)當發酵罐達到有效發酵容積后，每天進行先出料再進料，出料量與進料量相等，保持有效發酵容積不變，且每隔15-30d添加一次fe3o4/bc復合材料，加入量為200-400m本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種Fe3O4/BC復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種Fe3O4/BC復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述生物質原料選自玉米秸稈、竹子、小麥秸稈、核桃殼中的一種，將生物質原料粉碎后60℃下烘干12h；
3.根據權利要求1所述的一種Fe3O4/BC復合材料的制備方法，其特征在于，所述FeCl3·6H2O與FeCl2·4H2O的摩爾比為40-172：20-58，所述蒸餾水和氨水的體積比為100-250：40-100，所述BC和蒸餾水的質量體積比為5-15：100-250g/mL，氨水濃度為25-28％。
4.一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，采用權利要求1所得的Fe3O4/BC復合材料，具體操作如下：
5.根據權利要求4所述的一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，步驟1)中營養鹽的加入量為1.5-2.0kg/m3，步驟2)中營養鹽的加入量為3.0-4.0kg/m3，步驟3)中營養鹽的加入量為4.5-5.0kg/m3。
6.根據權利要求4所
7.根據權利要求4所述的一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，所述營養鹽包括以下重量份的原料：醋酸鈣100份、丙酸鈣20份、丁酸鈣10份、尿素5份、過磷酸鈣5份、酵母膏1份。
8.根據權利要求4所述的一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，所述微量元素包括以下重量份的原料：硫酸亞鐵1000份、氯化鋅1份、氯化錳1份、氯化鎳0.4份、氯化鈷0.4份。
9.根據權利要求1-3任一項所述方法制備得到的Fe3O4/BC復合材料在促進蔬菜尾菜厭氧發酵中的應用。
10.根據權利要求9所述的Fe3O4/BC復合材料在促進蔬菜尾菜厭氧發酵中的應用，其特征在于，具體操作如下：
...【技術特征摘要】
1.一種fe3o4/bc復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種fe3o4/bc復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述生物質原料選自玉米秸稈、竹子、小麥秸稈、核桃殼中的一種，將生物質原料粉碎后60℃下烘干12h；
3.根據權利要求1所述的一種fe3o4/bc復合材料的制備方法，其特征在于，所述fecl3·6h2o與fecl2·4h2o的摩爾比為40-172：20-58，所述蒸餾水和氨水的體積比為100-250：40-100，所述bc和蒸餾水的質量體積比為5-15：100-250g/ml，氨水濃度為25-28％。
4.一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，采用權利要求1所得的fe3o4/bc復合材料，具體操作如下：
5.根據權利要求4所述的一種蔬菜尾菜厭氧發酵接種物的制備方法，其特征在于，步驟1)中營養鹽的加入量為1.5-2.0kg/m3，步驟2)中營養鹽的加入量為3.0-4.0kg/...
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