在基于氧的膜生物膜反应器中优化自营硫化物氧化,以回收元素硫
Anwar Alsanea1, Ayoub Bounaga2, Mohammed Danouche2
1Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology, Arizona State University, P.O. Box 875017, Tempe, Arizona 85287-5701, United States.
Environmental science & technology
|December 12, 2023
概括
在O2膜生物膜反应器中的生物硫化物氧化有效地回收元素硫 (S0). 最佳条件实现了80-90%的S0回收和100%的硫化物氧化,突出显示了反应堆.
科学领域:
- 环境生物技术 环境生物技术
- 废水处理 废水处理
- 生物地化学硫循环循环.
背景情况:
- 生物硫化物氧化为从富含硫化物的废水中回收元素硫 (S0) 提供了一种可持续的方法.
- 膜生物膜反应器 (MBfR) 是有效的生物废水处理的新兴技术.
- 了解微生物社区动态和基因表达对于优化S0恢复过程至关重要.
研究的目的:
- 评估基于氧的膜生物膜反应器 (O2-MBfR) 对自硫化物氧化成元素硫 (S0) 的疗效.
- 为了确定最大限度地提高S0回收和硫化物氧化效率的最佳运行条件.
- 为了研究微生物社区结构和关键基因参与S0生产在不同的操作负载下.
主要方法:
- 一个O2-MBfR处理硫化物含有废水的废水的运行.
- 氧气输送能力和硫化物载荷率的系统变化.
- 对S0回收和硫化物氧化效率的分析.
- 浅层的元基因组测序,以确定主导的微生物属和与S0相关的基因.
主要成果:
- 同时高S0回收 (80-90%) 和完全的硫化物氧化 (∼100%) 在O2/S2- → S0比率约为1.5.5时实现.
- 大多数产生的S0在MBfR废水中被回收,生物膜的贡献很小.
- 确定的主要硫化物氧化基系是*Thauera*,*Thiomonas*和*Pseudomonas*,在最佳的S0生产条件下,主导的基系是*Thiomonas*或*Pseudomonas*.
- 具体的基因 (*sqr*, *fccAB* 在 *Thiomonas*; *soxABDXYZ* 在 *Pseudomonas*) 与S0产生有关,这取决于硫化物加载率.
结论:
- O2-MBfR是一种高效的技术,用于同时氧化硫化物和从废水中回收元素硫.
- 在O2-MBfR中的微生物群落适应不同硫化物加载率和氧气可用性,优化S0生产.
- 这项研究表明了O2-MBfR系统对元素硫的资源回收的潜力.
