(

(

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

(< 8 mL) (Fig. 1b) ในทางตรงกันข้าม ตะกอนที่รักษาด้วย
ผง 30 มม. ZVI ไม่แสดงใด ๆ การผลิตไฮโดรเจนที่สำคัญ ซึ่งถูกบันทึกช้ายุบผงเหล็กและปริมาณจุลินทรีย์ แน่นอน เป็นน้ำตัวอย่างประกอบด้วย 30 มม. NZVI เดียว (abiotic ตัวควบคุมไม่ มีตะกอนหรือพื้นผิวใด ๆ) ผลิตจำนวน 314 (5) mL ของ H2 (Fig. 1b), ซึ่งไม่สอดคล้องกับค่าคำนวณได้ของ
305 mL จากการประเมินทฤษฎีของรุ่น H2 กับปฏิกิริยาสมบูรณ์ (1 atm, 37 C) ในต่อหน้าของร้อนฆ่าตะกอน ปริมาณการผลิตไฮโดรเจนสุดท้ายมีเพียง 63% ของที่ abiotic ควบคุม (Fig. 1b), อาจเนื่องจากผลิตไฮโดรเจนช้าลงเนื่องจากจุลินทรีย์เกิด nanoparticle aggre-gation หรือเคลือบของชีวมวลมีอินทรีย์ละลายบนพื้นผิว NZVI (Chen et al., 2011 Choi et al., 2010) อย่างไรก็ตาม ในปริมาณเดียวกัน 30 มม. NZVI ตะกอนไม่ใช้ขึ้น (25 mL) ไฮโดรเจน 12% น้อยกว่าในตะกอนฆ่าความร้อน สันนิษฐานว่าบางส่วนของ H2 ที่สร้าง โดย NZVI หรือกลูโคสใช้ใน hydrogenotrophic methanogenesis หรืออื่น ๆ bioprocesses hydrogenotrophic โดยแบคทีเรีย facultative ในตะกอนไม่ใช้ออกซิเจน (Grady et al., 1999)

3.2 ผลกระทบของ NZVI ไม่ใช้ย่อยอาหารใต้ยับยั้งการ methanogenesis สมบูรณ์

เพื่อแยกความแตกต่างผลกระทบของ NZVI แตกต่างทางชีวภาพ - ตรรกะกระบวน methanogenesis และ homoaceto-ปฐมกาลในการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจน เพิ่มด้านข้างสมบูรณ์ยับยั้ง methanogenesis ตามที่แสดงใน Fig. 2 กลุ่มควบคุมบวก ลบ 1 mM NZVI และ 30 มม. ZVI ผงสร้างระยะเกือบ แต่ยอดเงินเดียวกันของก๊าซไฮโดรเจน (1) 24 mL กลุ่ม 30 มม. NZVI ผลิตจำนวน 149 (1) mL ของ H2 ในขณะที่ควบคุมความร้อนฆ่าตะกอนผลิต 188 (3) mL ของ H2 จำนวน H2 ที่ผลิตได้เพียง 79% (1%) ที่ มีความร้อนฆ่าตะกอน มักเนื่อง bacterially ควบคุม hydrogenotrophic กระบวนการ กระบวนการ hydrogenotrophic คือ homoacetogenesis (2CO2 þ 4H 2 / อะเซติกþ 2H2O) อย่างไรก็ตาม การเพิ่ม
30 มม. NZVI เพียงเพิ่มความเข้มข้นกรดอะซิติกสุดท้าย
เล็กน้อย (โดยเฉลี่ยสูงกว่ากลุ่มควบคุม ฟิก 24 mg/L S2b), ซึ่งเป็นต่ำกว่าค่าทฤษฎี
57 mg/L โดย homoacetogenesis สมมติว่า H2 หายไปทั้งหมดถูกแปลงเป็น acetate (1 atm, 37 C) มันเป็นไปได้ว่า acetate สามารถแปลงเป็นเอทานอลในต่อหน้าของไฮโดรเจนในการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกใน acetate ความเข้มข้น (Dinamarca et al., 2011) นอกจากนี้ bioprocesses hydrogenotrophic อื่น ๆ อาจมีบทบาทสำคัญในการแปลง H2 เป็นผลิตภัณฑ์หมักดองอื่น ๆ เช่นเมทานอล acetaldehyde และรูปแบบเอกสาร (Dinamarca et al., 2011) ได้

3.3 เปลี่ยนแปลง SCOD ค่า pH และ VFA ในระหว่างการย่อยอาหารไม่ใช้

เปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก SCOD pH และ VFA ในระหว่างการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนยังสะท้อนผลกระทบเชิงลบของ NZVI methanogenesis และกระบวนการชีวเคมีที่สำคัญอื่น ๆ เข้มข้น SCOD เฉลี่ยของกลุ่มที่รับเพิ่มกลูโคส 1542 (183) mg/L ที่จุดเริ่มต้นของการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Fig. 3a), ในขณะควบคุมลบคอน-tained เข้มข้น SCOD 419 (35) มิลลิกรัม/L. ของไม่ใช้ย่อยอาหาร ความเข้มข้น SCOD ใน


Fig. 2 e ผลิตก๊าซไฮโดรเจนสะสมโปรไฟล์ในระหว่างการย่อยสลายกลูโคสไม่ใช้ mesophilic ในต่อหน้าของ methanogenesis ผลด้านข้าง ในกลุ่มของตัวควบคุมค่าลบ (กลูโคสไม่ ไม่เหล็ก B), ควบคุมบวก (กลูโคสเท่านั้น ไม่เหล็ก C), 1 mM NZVI (D), 30 mM (NZVI) และ 30 มม. ZVI () ตามลำดับ ตัวอย่างน้ำที่ 30 มม. NZVI เท่านั้นที่ประกอบด้วยให้บริการเป็นตัวควบคุม abiotic แสดงแนวโน้มการผลิตไฮโดรเจนใน Fig. 1b) ความร้อนแบบตายตัวอย่างตะกอนตาม ด้วยยา 30 มม. NZVI ผลในโพรไฟล์การผลิตไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน () แถบข้อผิดพลาดแสดงช่วงของข้อมูลจากการทดลองซ้ำ มีเทนไม่พบเนื่องจากยับยั้งด้านข้าง


ควบคุมลบเพิ่มขึ้น 645 (87) mg/L อาจเป็น เพราะผุชีวมวล endogenous อย่างต่อเนื่อง (Ekama et al.,
2007 Grady et al., 1999) SCODs ในกลุ่มควบคุมบวก 1 มม. NZVI, 10 มม. NZVI และ 30 มม. ZVI ผงโดยทั่วไปได้ลดแนวโน้ม ด้วยสุดท้าย SCOD concentra-tions ตั้งแต่ 588 776 mg/L เนื่องจากไม่ใช้ degra-dation (Grady et al., 1999) จู่ ๆ กลุ่ม 30 มม. NZVI พบมากสูง SCOD ความเข้มข้นที่เฉลี่ยของ 2125 mg/L หลังจากหนึ่งวันไม่ใช้ย่อยอาหาร indi cating lysis เซลล์ และปล่อยสำคัญของ compo nents โทรศัพท์มือถือเนื่องจากทีมของเยื่อหุ้มเซลล์ (Li et al., 2010) โดย NZVI ที่ความเข้มข้นสูง เป็นสามารถ visualized ในฟิก S5.
NZVI ยุบและรุ่น VFA ในการย่อยอาหารไม่ใช้ได้มาพร้อมกับเปลี่ยนแปลงค่า pH ผสมเหล้า ตามกระบวนการเดิมสร้างไฮดรอกซิลกันขณะหนึ่งหลังสร้างประจุไฮโดรเจน PH ในควบคุมค่าลบค่อนข้างมีเสถียรภาพที่ 7.9 (0.1) ตลอดทั้งการย่อยอาหาร (Fig. 3b) กลุ่ม 30 มม. NZVI มี pH เล็กปล่อยจาก 7.8 (0.1) 7.6 (0.1) ในวันที่ 2 และกู้คืนอย่างรวดเร็วไป 7.9 (0.1) เนื่องจากยุบ NZVI อย่างต่อเนื่อง ในการเปรียบเทียบ pHs จากกลุ่มอื่น ๆ ปรับลดลงรวดเร็วยิ่งขึ้นจาก 7.8 (0.1) 7.2 (0.1) ใน 1 วันเนื่องจากการหมักกลูโคส และกู้ไป 7.6 (0.1), เนื่องจากปริมาณ VFA conse quent (Rittmann และ McCarty, 2001) เป็นเรื่องน่าสนใจ เพิ่ม 30 มม. ZVI ผงนำไปเพิ่มสมดุล pH 79 ที่สิ้นสุดของแนวโน้มจากการยุบช้าของ ZVI ผงย่อยอาหารและปล่อยของฮี droxyl กัน
ในไม่ใช้ออกซิเจนย่อยสลาย กลูโคสที่สามารถถูก metabolized ผลิต CO2, H2, VFAs propi - onic กรด (Zinder, 1986) และกรดอะซิติกได้ สอดคล้องกับโพรไฟล์ SCOD,

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

(<8 mL) (Fig. 1b). In contrast, the sludge treated with
30 mM ZVI powder did not show any significant hydrogen production, which was attributed to slow dissolution of iron powders and microbial consumption. Indeed, a water sample containing 30 mM NZVI only (the abiotic control without any sludge or substrate) produced a total of 314 ( 5) mL of H2 (Fig. 1b), which was consistent to the calculated value of
305 mL from the theoretical estimation of H2 release with complete reaction (1 atm, 37 C). In the presence of heat-killed sludge, the final hydrogen production volume was only 63% of that in abiotic control (Fig. 1b), likely due to slower hydrogen production because of microbial-induced nanoparticle aggre- gation, or coating of biomass with dissolved organic matter on the NZVI surface (Chen et al., 2011; Choi et al., 2010). However, at the same dose of 30 mM NZVI, the anaerobic sludge generated 12% less hydrogen (25 mL) than in the heat-killed sludge. Presumably some of H2 generated by NZVI or glucose was used in hydrogenotrophic methanogenesis, or other hydrogenotrophic bioprocesses by facultative bacteria in anaerobic sludge (Grady et al., 1999).

3.2. Impact of NZVI on anaerobic digestion under complete methanogenesis inhibition

In order to differentiate the impact of NZVI on different bio- logical processes such as methanogenesis and homoaceto- genesis in anaerobic digestion, BES was added to completely inhibit methanogenesis. As shown in Fig. 2, the groups of positive control, negative control, 1 mM NZVI, and 30 mM ZVI powder generated almost negligible, but the same amount of hydrogen gas 24 ( 1) mL. The group of 30 mM NZVI produced a total of 149 ( 1) mL of H2 while the heat-killed sludge control produced 188 ( 3) mL of H2. The amount of H2 produced was only 79% ( 1%) of that with heat-killed sludge, most likely due to bacterially controlled hydrogenotrophic processes. One of the hydrogenotrophic processes is homoacetogenesis (2CO2 þ 4H2 / CH3COOH þ 2H2O). However, the addition of
30 mM NZVI only increased the final acetic acid concentration
slightly (an average of 24 mg/L higher than that of the control group, Fig. S2b), which was lower than a theoretical value of
57 mg/L by homoacetogenesis assuming all the lost H2 was converted to acetate (at 1 atm, 37 C). It is possible that acetate can be converted to ethanol in the presence of hydrogen resulting in a dynamic change in acetate concentration (Dinamarca et al., 2011). Furthermore, other hydrogenotrophic bioprocesses may play an important role in converting H2 into other fermentation products such as methanol, acetaldehyde, and formate (Dinamarca et al., 2011).

3.3. SCOD, pH and VFA changes during anaerobic digestion

The dynamic changes in SCOD, pH and VFA during anaerobic digestion also reflected the negative impact of NZVI on methanogenesis and other important biochemical processes. The average SCOD concentration of the groups treated with glucose addition was 1542 ( 183) mg/L at the beginning of anaerobic digestion (Fig. 3a), while the negative control con- tained the SCOD concentration of 419 ( 35) mg/L. At the completion of anaerobic digestion, the SCOD concentration in


Fig. 2 e Cumulative hydrogen gas production profiles during mesophilic anaerobic glucose degradation in the presence of methanogenesis inhibitor BES, in the groups of negative control (no glucose, no iron, B), positive control (glucose only, no iron, C), 1 mM NZVI (D), 30 mM NZVI ( ), and 30 mM ZVI ( ), respectively. A water sample containing 30 mM NZVI only served as an abiotic control to show the hydrogen production trend in Fig. 1b ). A heat- killed sludge sample followed by the dose of 30 mM NZVI resulted in a different hydrogen production profile (,). Error bars represent the range of data from duplicate experiments. No methane was detected because of BES inhibition.



the negative control increased to 645 ( 87) mg/L possibly due to the continued endogenous biomass decay (Ekama et al.,
2007; Grady et al., 1999). The SCODs in the groups of positive control, 1 mM NZVI, 10 mM NZVI, and 30 mM ZVI powder generally had decreasing trends with final SCOD concentra- tions ranging from 588 to 776 mg/L due to anaerobic degra- dation (Grady et al., 1999). Surprisingly, the group of 30 mM NZVI showed much higher SCOD concentrations at an average of 2125 mg/L only after one day of anaerobic digestion, indi- cating cell lysis and a significant release of cellular compo- nents due to the disruption of cell membranes (Li et al., 2010) by NZVI at high concentrations, as can be visualized in Fig. S5.
The NZVI dissolution and VFA generation in anaerobic digestion were accompanied by the changes in mixed liquor pH, as the former process generates hydroxyl ions while the latter one produces hydrogen ions. The pH in the negative control was relatively stable at 7.9 ( 0.1) throughout the digestion (Fig. 3b). The group of 30 mM NZVI had a small pH drop from 7.8 ( 0.1) to 7.6 ( 0.1) on day 2, and recovered quickly to 7.9 ( 0.1) due to continued NZVI dissolution. In comparison, the pHs from the other groups dropped more rapidly from 7.8 ( 0.1) to 7.2 ( 0.1) on day 1 because of glucose fermentation, and then recovered to 7.6 ( 0.1), due to conse- quent VFA consumption (Rittmann and McCarty, 2001). Interestingly, the addition of 30 mM ZVI powder led to the gradual increase in pH to 7.9 at the end of digestion likely due to the slow dissolution of ZVI powder and the release of hy- droxyl ions.
In anaerobic degradation, glucose can be metabolized to produce CO2, H2, and VFAs including acetic acid and propi- onic acid (Zinder, 1986). Consistent with the SCOD profiles,

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

( < 8 ml ) ( รูปที่ 1A ) ในทางตรงกันข้าม , กากตะกอนการรักษาด้วย
30 มม. zvi ผงไม่ได้แสดงการผลิตไฮโดรเจนใด ๆอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเกิดจากการละลายของผงเหล็กช้าและการบริโภคของจุลินทรีย์ แน่นอน ตัวอย่างน้ำที่มี nzvi 30 มิลลิเมตรเท่านั้น ( ไม่มีตะกอน หรือสารควบคุม การทดลองผลิตทั้งหมด 314 ( 5 ) 4 H2 ( รูปที่ 1A )ซึ่งสอดคล้องกับค่าของค่า
305 ml จากการประเมินเชิงทฤษฎีของ H2 รุ่นกับปฏิกิริยาที่สมบูรณ์ ( 1 atm 37 องศาเซลเซียส ) ในการแสดงตนของความร้อนฆ่าตะกอนสุดท้ายไฮโดรเจนปริมาณการผลิตเพียง 63% ของสิ่งมีชีวิตที่ควบคุม ( รูปที่ 1A ) น่าจะเกิดจากช้าลงเพราะจุลินทรีย์สำหรับการผลิตไฮโดรเจนจาก gation aggre - ,หรือเคลือบของชีวมวลกับละลายสารอินทรีย์บนพื้นผิว nzvi ( Chen et al . , 2011 ; Choi et al . , 2010 ) แต่ในขนาดเดียวกันของ nzvi 30 มม. ตะกอนถังขึ้น 12% ไฮโดรเจนน้อยกว่า ( 25 มล. ) มากกว่าในความร้อนฆ่าตะกอน สันนิษฐานว่าสร้างขึ้นโดยบางส่วนของการแข่งขัน nzvi หรือกลูโคส ที่ใช้ใน hydrogenotrophic ช้า ,หรือโดยแบคทีเรียในถังกากอย bioprocesses hydrogenotrophic อื่นๆ ( Grady et al . , 1999 ) .

. . ผลกระทบของ nzvi บนย่อยไร้อากาศใต้เสร็จช้ายับยั้ง

เพื่อแยกแยะผลกระทบของ nzvi แตกต่าง ไบโอ - กระบวนการตรรกะเช่นช้า homoaceto - และเจเนซิสในการหมักมีเพิ่มสมบูรณ์ยับยั้ง , ช้าดังแสดงในรูปที่ 2 และกลุ่มควบคุมบวกควบคุมลบ nzvi 1 มม. และ 30 มม. zvi ผงสร้างขึ้นเกือบกระจอก แต่ปริมาณที่เท่ากันของก๊าซไฮโดรเจน 24 ( 1 ) มล. กลุ่ม nzvi 30 มม. ที่ผลิตทั้งหมด 149 ( 1 ) มล. H2 ในขณะที่ความร้อนฆ่าควบคุมตะกอนที่ผลิต 188 ( 3 ) มล. H2 . ปริมาณของ H2 ที่ผลิตเพียงร้อยละ 79 ( 1% ) ว่ามีความร้อนฆ่ากากตะกอน ,ส่วนใหญ่น่าจะเกิดจาก bacterially hydrogenotrophic ควบคุมกระบวนการ หนึ่งในกระบวนการที่ hydrogenotrophic เป็น homoacetogenesis ( 2co2 þ 4h2 / ส้ม þ 2H2O-dx ) อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจาก
nzvi 30 มิลลิเมตรเท่านั้น ทำให้สุดท้ายความเข้มข้นของกรดอะซิติก
เล็กน้อย ( เฉลี่ย 24 มิลลิกรัม ต่อลิตร สูงกว่ากลุ่ม ควบคุม รูปที่ s2b ) ซึ่งต่ำกว่ามูลค่าทางทฤษฎีของ
57 mg / l โดย homoacetogenesis สมมติทั้งหมดสูญหาย H2 ถูกแปลงเป็นอะซิเตต ( ตู้เอทีเอ็มที่ 1 37 องศาเซลเซียส ) มันเป็นไปได้ว่าอะซิเตตสามารถแปลงเป็นเอทานอลในการแสดงตนของไฮโดรเจนที่เกิดในการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในความเข้มข้นของอะซิเตต ( dinamarca et al . , 2011 ) นอกจากนี้hydrogenotrophic bioprocesses อื่นอาจมีบทบาทสำคัญในการแปลง H2 เป็นผลิตภัณฑ์หมักอื่น ๆ เช่น เมทานอล อะเซทัลดีไฮด์ และรูปแบบ ( dinamarca et al . , 2011 ) .

. . 20 , pH และการเปลี่ยนแปลงลดลงในช่วงย่อยไร้อากาศเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกใน 20

,กรดไขมันระเหยในระหว่างการหมัก และยังสะท้อนให้เห็นถึงผลกระทบเชิงลบของ nzvi ในช้าและกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญอื่น ๆ ค่าเฉลี่ยความเข้มข้น 20 ของกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วยนอกจากนี้กลูโคส 1070 ( 183 ) มิลลิกรัมต่อลิตร ที่จุดเริ่มต้นของการหมัก ( รูปที่ 3 ) ในขณะที่ควบคุมลบคอน - tained ที่ 419 ( 35 ) ความเข้มข้น 20 มก. / ล.ที่เสร็จสิ้นของการหมัก , 000 สมาธิ


รูปที่ 2 E : การผลิตก๊าซไฮโดรเจนในระบบการย่อยสลายกลูโคสในโปรไฟล์มีการปรากฏตัวของช้า ซึ่งอยู่ในกลุ่มของดิน ( ไม่มีกลูโคส ไม่เหล็ก , B ) , ควบคุมบวก ( กลูโคสเท่านั้น ไม่มีเหล็ก , C ) , 1 อืม nzvi ( D ) , 30 มม. nzvi ( ) , และ 30 มม. zvi ( ) ตามลำดับน้ำตัวอย่างที่มี 30 มม. nzvi เพียงทำหน้าที่ควบคุม การทดลองเพื่อแสดงแนวโน้มการผลิตไฮโดรเจนในรูป 1B ) ความร้อน - ฆ่าตะกอนตัวอย่างตามขนาดของ nzvi 30 มม. ส่งผลที่แตกต่างกันการผลิตไฮโดรเจนโปรไฟล์ ( , ) แถบข้อผิดพลาดแสดงช่วงของข้อมูลที่ได้จากการทดลองซ้ำ ไม่ตรวจพบก๊าซมีเทนเพราะ



ได้รับการยับยั้งการควบคุมทางลบเพิ่มขึ้นแล้ว ( 87 ) มิลลิกรัมต่อลิตร อาจจะเนื่องจากยังคงพบชีวมวลผุ ( ekama et al . ,
2007 ; Grady et al . , 1999 ) การ scods ในกลุ่มควบคุมบวก nzvi 1 มิลลิเมตร nzvi 10 มม. และ 30 มม. zvi ผงโดยทั่วไปมีแนวโน้มลดลงด้วย สุดท้าย 20 ใช้งานตั้งแต่คุณจะครุ่นคิด - 688 มิลลิกรัมต่อลิตร เนื่องจากอากาศ degra - SIRS ( Grady et al . , 1999 ) จู่ ๆกลุ่ม nzvi 30 มม. มีความเข้มข้น 20 ที่สูงมากเฉลี่ยของ 2125 มิลลิกรัมต่อลิตร หลังจาก 1 วันของการหมัก indi Cating , - การสลายเซลล์ และที่สำคัญรุ่นของมือถือคอมโป - nents เนื่องจากการหยุดชะงักของเยื่อหุ้มเซลล์ ( Li et al . , 2010 ) โดย nzvi ที่ความเข้มข้นสูง โดยสามารถ เป็นปรากฏการณ์ในรูป S5
.การ nzvi การสลายตัวและรุ่นง่ายในการหมักยังมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงพีเอช เหล้าผสม เป็นขั้นตอนก่อนสร้างไฮดรอกซิลไอออนในขณะที่หนึ่งหลังสร้างไฮโดรเจนไอออน pH ในดินค่อนข้างมีเสถียรภาพที่ 7.9 ( 0.1 ) ตลอดการย่อย ( รูปที่ 3B ) กลุ่ม nzvi 30 มม. มี pH ลดลงเล็กจาก 7.8 ( 0.1 ) 7.6 ( 0.1 ) ในวันที่ 2 ,และกู้คืนได้อย่างรวดเร็วถึง 7.9 ( 0.1 ) เนื่องจาก nzvi ต่อการสลายตัว ในการเปรียบเทียบ , PHS จากกลุ่มอื่น ๆลดลงอย่างรวดเร็วจาก 7.8 ( 0.1 ) 7.2 ( 0.1 ) ในวันแรก เพราะการหมักกลูโคส แล้วหายไป 7.6 ( 0.1 ) เนื่องจากการบริโภคลดลง conse เคว็น - ( rittmann และแมคคาร์ที , 2001 ) ที่น่าสนใจนอกเหนือจาก 30 มม. zvi ผง LED จะค่อยๆ เพิ่ม pH 79 ในตอนท้ายของการย่อยอาหารน่าจะเกิดจากการสลายตัวช้าของ zvi ผงและรุ่น HY - droxyl
แอนไอออน การย่อยสลายกลูโคสสามารถเผาผลาญเพื่อผลิต CO2 , H2 และ vfas รวมทั้งกรด propi - onic และกรด ( zinder , 1986 ) สอดคล้องกับ 20
โปรไฟล์