化微生物群落的动态模拟,以在悬浮活性污泥中建立酸性部分化
Yu Xue1, Min Zheng2, Zhao Cheng1
1State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control, School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
Environmental science & technology
|November 1, 2023
概括
这项研究表明,在废水处理中使用测序批量反应堆 (SBR) 的动态pH控制来证明稳定的酸性部分化 (PN). 它确定了关键的微生物参与者,并开发了一个用于优化PN过程的预测模型.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 废水处理技术 废水处理技术
- 生物化学工程是生物化学工程.
背景情况:
- 酸性部分化 (PN) 通过快捷方式的去除提供了成本效益和能源效率的去除.
- 在测序批量反应堆 (SBR) 中,在波动pH下了解PN动态至关重要,但有限.
- 动态pH控制可以提高PN的稳定性和效率.
研究的目的:
- 在SBR中的动态pH变化下建立和理解酸性PN.
- 为了分析微生物社区在酸性PN期间的变化.
- 开发和验证一个用于优化酸性PN过程的预测模型.
主要方法:
- 实验室规模的SBR操作与动态pH控制 (pH7.0至4.5).
- 使用16S rRNA基因测序进行微生物社区分析.
- 开发和验证一个扩展的化模型,包括pH,自由酸 (FNA) 和自由氨 (FA) 抑制.
主要成果:
- 在动态pH条件下成功实现了稳定的酸性PN (NO2-积累比>80%) .
- 酸性PN在低 (NH4+) 度 (100毫克N L-1) 保持稳定,这是由于FNA在现场积累.
- 观察到Nitrosospira和Nitrosomonas (AOB) 的共存;酸盐氧化细菌 (NOB) 被FNA抑制.
- 经过验证的模型准确地预测了微生物社区的转变,并确定了最佳影响条件 (HCO3-, NH4+, HCO3-/NH4+比率).
结论:
- 动态pH控制在SBR中有效建立稳定的酸性PN.
- 在现场生成FNA在抑制NOB和保持PN稳定性方面发挥着关键作用.
- 开发的模型为优化酸性PN系统的设计和运行提供了一个有价值的工具,以有效地去除.
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