碳源和温度对新型自适应活性污泥工艺中除性能的影响
Qionghua Zhang1, Lin Wu2, Yadong Xie2
1Key Lab of Northwest Water Resource, Environment, and Ecology, Ministry of Education, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, China; School of Environmental and Municipal Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, China; International Science & Technology Cooperation Center for Urban Alternative Water Resources Development, Xi'an, 710055, China.
在自适应活性污泥 (AAS) 系统中选择葡萄糖酸盐混合物作为外部碳来源,可以提高在寒冷条件下废水处理的效率. 这一策略降低了运营成本和能源需求,同时保持了高的除率.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 废水处理 废水处理
- 微生物生态学 微生物生态学
背景情况:
- 低温和有限的碳可用性挑战了废水处理,特别是在资源有限的农村地区.
- 适应式活性泥 (AAS) 系统提供了有效的除潜力,但需要优化碳源策略.
- 了解微生物在不同温度下对不同碳来源的反应对于过程优化至关重要.
研究的目的:
- 研究葡萄糖,酸盐和葡萄糖-酸盐混合物对24°C和12°C的AAS系统中化和脱化的影响.
- 评估不同碳来源在不同温度条件下去除和碳消耗的效率.
- 分析与碳代谢和去除相关的微生物社区转移和基因表达模式.
主要方法:
- 在24°C和12°C使用葡萄糖,酸盐和葡萄糖-酸盐混合物对AAS性能进行系统的研究.
- 测量氨-和有氧脱率,总 (TN) 去除效率和化学氧需求 (COD) 消耗.
- 使用16S rRNA测序和基因表达分析的关键代谢途径 (glyoxylate循环,TCA循环,PHA合成) 的微生物社区分析.
主要成果:
- 乙作为唯一的碳来源在24°C时产生了最高的去除率 (5.47 mg/L·h化,4.50 mg/L·h脱化).
- 葡萄糖-乙酸盐混合物显示碳消耗最低 (14.33g COD/g TN 在24°C,12.56g COD/g TN 在12°C).
- 在12°C时,混合系统丰富了与异质化相关的Flavobacterium和高调聚酸 (PHA) 合成,表明适应碳稀缺和增强的脱.
结论:
- 葡萄糖-乙酸盐混合物是寒冷环境中的AAS系统的节能碳来源,保持高处理效率并降低运营成本.
- 微生物群落结构和代谢途径,包括酸盐代谢和内源性碳储存 (PHA),在低温脱过程中发挥着关键作用.
- 混合碳来源的战略选择优化了废水处理性能和寒冷气候中的能源效率.
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