RuO2/Ti电极辅助常温UASB反应器强化氢营养型产甲烷作用研究

为解决常温条件下厌氧消化效率低下的问题，研究人员创新性地在升流式厌氧污泥床(UASB)反应器中引入RuO2/Ti网状电极（电流密度0.54 mA cm?2）。实验表明，电极辅助反应器(RE)较对照组(RC)沼气产量提升86%，甲烷占比68%，且氢营养型产甲烷途径占比达65%。该研究为常温废水处理提供了高效节能的新策略。

　　

在废水处理领域，厌氧消化(Anaerobic Digestion)虽是经济高效的生物能源回收技术，但其在常温条件下常因微生物代谢活性不足而效率骤减。最新研究通过电刺激手段破局——将钌氧化物/钛(RuO₂/Ti)网状电极植入升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)反应器，施加0.54 mA cm^?2的电流密度后，反应器性能发生显著变化：沼气产量激增86%，其组分呈现68%甲烷(CH₄)、21%二氧化碳(CO₂)和11%氢气(H₂)的"氢烷(Hythane)"特征。

深入分析发现，甲烷生成途径从传统的乙酸裂解型(acetoclastic)转向氢营养型(hydrogenotrophic)主导（占比65%）。电刺激还促使污泥颗粒发生形态重构——扫描电镜显示其表面富集丝状微生物，胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)含量增加52%（尤其富含蛋白质），虽然沉降速率降低17%，但形成的致密颗粒结构更利于微生物持留。

这项突破性研究首次证实，常温UASB反应器通过电极辅助可维持稳定的高效甲烷生产，无需额外控温设备。其产生的沼气热值提升23%，甲烷产量近乎翻倍，为分布式污水处理厂实现能源自给提供了创新方案。