通过间歇性弱超声波对SBR中改善的污染物去除的新见解
Jingshen Zhang1, Jinlin Wang2, Guirong Li2
1College of Chemistry, Zhengzhou University, Zhengzhou, 450001, China; Huang Huai Laboratory, Henan Academy of Sciences, Zhengzhou, 450046, China; State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing, 100012, China.
Chemosphere
|November 4, 2024
概括
间歇性弱超声波通过改善活性污泥特性和微生物代谢,显著提高了废水处理. 这种方法提高了污染物去除,而不依赖自由基氧化,为生物废水处理提供了一种新的方法.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 环境工程 环境工程
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 废水处理依赖于活性污泥工艺,但提高污染物清除效率仍然是一个挑战.
- 超声波在生物废水处理中的应用正在被探索,因为它有可能改善微生物活动和污泥特性.
研究的目的:
- 研究间歇性弱超声波对测序批量反应堆 (SBR) 中污染物去除的影响.
- 阐明超声波应用,活性污泥特性,微生物组成和基因表达之间的关系.
- 了解通过间歇性弱超声波增强生物废水处理的基本机制.
主要方法:
- 在12°C的SBR中应用间歇性弱超声波 (9.68W/L,10分钟的辐射,24小时间隔).
- 对污染物去除速度 (COD,NH4+-N,TP) 的分析.
- 活性污泥属性的表征,包括细胞外聚合物质 (EPS) 和微生物群体结构 (DEGs的基因表达分析).
主要成果:
- 实现了高的去除率:93.10%的COD,95.75%的NH4+-N和92.52%的TP.
- 超声波通过机械振荡刺激了微生物的新陈代谢和繁殖,放松了污泥,并改变了EPS的组成 (蛋白质>多糖).
- 增加了脱细菌 (Thauera) 的丰富性和氨和酸盐氧化细菌的活性变化;与微生物代谢相关的DEGs升级调节.
结论:
- 间歇性弱超声波通过刺激微生物代谢和改善污泥特性,有效地提高了生物废水处理.
- 机械振荡,而不是自由基氧化,是污泥放松和微生物繁殖的主要机制.
- 这项研究为优化使用控制超声波应用的生物废水处理提供了机械洞察力.
