微生物硫不成比例的热力学抑制在一个多子单元设计的硫- siderite 包装生物反应器

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 微生物生态学 微生物生态学
• 废水处理 废水处理

背景情况:

• 硫不成比例 (S⁰DP) 是由于硫化物生产的不可预测性而导致硫自营性脱的挑战.
• 这种硫化物生产对下游生态系统构成风险,并限制了这种废水处理方法的可靠应用.

研究的目的:

• 在不同的酸盐负载和温度条件下调查S⁰DP的发生边界.
• 开发用于管理和抑制硫包装生物反应器中S⁰DP的策略,以实现有效的脱.

主要方法:

• 通过操纵酸盐负载和温度 (20°C和30°C) 来探索S⁰DP发生边界.
• 设计并运行了一种试点规模的硫酸包装生物反应器,具有多个子单位配置.
• 研究了短期空气和长期酸化对S⁰DP和微生物社区转移的影响.

主要成果:

• 随着温度的增加,S⁰DP边界值随着温度的增加而增加,在20°C下为0.15kg-N/m³/d以下的极限,在30°C下为0.53kg-N/m³/d以下的极限.
• 一个多子单元生物反应器在20°C时实现了0.31kg-N/m3/d的有效脱率.
• 透气将微生物群落转移到有氧呼吸,而酸化到pH2.5热力学抑制S⁰DP (ΔG = +2.56 kJ).

结论:

• 多个子单位的生物反应器设计是有效的管理S⁰DP通过动态分配电子受体负载.
• 短期空气和长期酸化是抑制S⁰DP并确保安全废水处理的可行策略.
• 这些发现为优化基于硫的脱工艺在实际应用中提供了一个框架.