导电材料在不同运行模式下对无氧硫酸盐丰富的废水处理有不同的影响
1Civil Engineering, School of Engineering, College of Science and Engineering, University of Galway, Galway H91 TK33, Ireland.
Water research
|August 24, 2025
概括
导电材料通过改善反应器中的电子转移来增强废水处理. 使用磁铁或粉状活性炭的连续流反应堆表现优于对硫酸盐丰富废水进行测序的批量反应堆.
科学领域:
- 环境微生物学
- 环境工程
- 生物技术
背景情况:
- 导电材料 (CM) 改善了废水处理的无氧消化过程中的电子转移.
- 反应堆运行模式 (串联批次反应堆[SBR]与连续流动反应堆[CFR]) 对CM有效性的影响尚不清楚.
- 由于微生物群落动态和系统性能,富含硫酸盐的废水处理存在挑战.
研究的目的:
- 系统地比较SBR和CFR中的CMs (磁铁[Fe3O4]和粉状活性炭[PAC]) 在处理富含硫酸盐的废水中的有效性.
- 阐明反应器模式和CM对微生物群落,电子转移和整体处理性能的影响.
- 确定涉及加强废水处理的关键微生物和代谢途径.
主要方法:
- 用Fe3O4或PAC修改的SBR和CFR对硫酸盐丰富的废水处理进行比较
- 对硫酸减少,挥发性脂肪酸降解和甲生产速度的分析.
- 微生物群体分析,包括基因表达 (e-pili,细胞染色体) 和并发网络分析.
主要成果:
- CM修改显著加快了硫酸盐的减少,VFA降解和甲的产生,Fe3O4显示出最高的效率.
- 与SBR相比,CFR表现出明显更高的甲基生成率,尤其是CMs.
- SBRs经历了硫化的甲基生成抑制,CMs未能缓解;CFRs有利于不同的代谢途径和增强的微生物电子转移机制.
结论:
- 在处理富含硫酸盐的废水方面,CFR比SBR更有效,特别是当用Fe3O4和PAC等导电材料进行修改时.
- CMs增强了污泥导电性和电子传输活性,PAC促进了CFR中的e-pili和细胞染色体基因,而Fe3O4则作为SBR中的外部导体.
- 为了优化富含硫酸盐的废水处理,反应器模式和CM的战略选择至关重要,特定的SRB和甲基在电子传输网络中发挥着关键作用.
