extracellular polymeric substances

extracellular polymeric substances (EPSs) excreted by bacteria andform firmly attached initial granules [11]. The selective pressure,chemical oxygen demand (COD) loading rate, and settling time ofthe divalent metal ions and many other factors affect the start-upof aerobic granulation [12–15].
The presence of divalent metal ions, such as Ca2+and Mg2+, is animportant factor that reinforces the granulation through the strongeffect of the ions on the self-immobilization of microbial biomassduring start-up aerobic granulation. EPSs would rather bind withmultivalent metals to form stable complexes; e.g., Ca2+affects thephysical characteristics of aerobic granules, while the addition ofMg2+increases microbial diversity in mature granules [15,16].Previous studies showed that iron (Fe2+) increases the granula-tion of anaerobic granular sludge in UASB reactors [17]. The effectsof zero-valent iron (ZVI) on anaerobic granular sludge were alsoinvestigated. The observations are explained by (i) the ZVI reac-tion benefiting the growth of methanogens through acid bufferingand the reduction of the oxidation–reduction potential and (ii)Fe2+leaching from ZVI advancing the granule aggregation [18].However, there is no information on the effects of ZVI on aerobicgranulation.
Iron, an essential element for nearly all organisms, participatesin most important metabolic reactions, such as the syntheses ofhemoglobin, iron-sulfur protein, and other iron-bearing proteins.The iron metal is of low cost, is easy to obtain, and emerging effec-tively degraded contaminants [19]. Additionally, the use of ZVI haslow operation and maintenance costs compared with the use ofother divalent metal ions. For example, nitrate can be convertedto ammonium ion, and ammonia can then be stripped under astrong alkaline condition; hence the total aqueous nitrogen amountcan be reduced by adding ZVI. Moreover, some major reactions,which involve nitrate reduction, ammonia production, and ammo-nia stripping, can be modeled by pseudo first-order kinetics. ZVIhas been investigated as a new medium for the treatment of con-taminated water [20]. Thus, the use of ZVI as a reactive medium forwastewater treatment is a promising technique.We assumed the enhancement of aerobic granulation via ZVIreaction. This study investigates the effects of ZVI on aerobic gran-ulation in a sequencing batch airlift reactor (SBAR). The start-uptime and physical and chemical properties of aerobic granulationwere determined. Furthermore, EPSs were studied using three-dimensional excitation emission matrix (3D-EEM) fluorescencespectra technology targeting the fluorescence of EPSs and com-ponents. Polymerase chain reaction (PCR) denaturing gradient gelelectrophoresis (DGGE) technology was employed to reveal thestructure of the microbial community. Hence, this work could beuseful for the development of aerobic granulation systems and thewide application of ZVI in the field of biotechnology. To the best ofour knowledge, this is the first attempt to enhance aerobic granu-lation by adding ZVI.
2. Materials and methods
2.1. Experimental set-up and operationExperiments were performed in parallel using two double-walled, cylindrical column SBARs with internal diameter of 8 cm.The SBARs contained an internal riser (bottom clearance of 5 cm,internal diameter of 1.5 cm, and height of 80 cm) with a workingvolume of 3.6 L. Air was introduced via a fine bubble aerator througha porous stone diffuser at the bottom of the reactor at an airflowrate of 3 L per minute during the aeration phase.Both reactors were operated in successive cycles with each cyclelasting 6 h. One cycle consisted of five successive phases:(1)10 minfeeding,(2)310 min aerobic reaction,(3)10 min settling,(4)5 mindischarging

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สารพอลิเมอสาร (EPSs) ขับออกมาจากเชื้อแบคทีเรีย andform ติดแน่นเม็ดเริ่มต้น [11] ความดันเลือกความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) อัตราการโหลดและเวลาปักหลัก ofthe ไอออน divalent โลหะและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายส่งผลกระทบต่อการเริ่มต้น upof แอโรบิกแกรนูล [12-15].
การปรากฏตัวของโลหะไอออนประจุคู่เช่น Ca2 + และ Mg2 + เป็นปัจจัยที่ตอกย้ำ animportant เม็ดผ่าน strongeffect ของไอออนในตนเองตรึงของ biomassduring จุลินทรีย์ที่เริ่มต้นขึ้นเม็ดแอโรบิก EPSs ค่อนข้างจะผูกโลหะ withmultivalent ในรูปแบบคอมเพล็กซ์ที่มีเสถียรภาพ; เช่น Ca2 + ส่งผลกระทบต่อลักษณะของเม็ด thephysical แอโรบิกในขณะที่นอกจาก ofMg2 + เพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ในเม็ดผู้ใหญ่ [15,16] การศึกษาแสดงให้เห็นว่า .Previous เหล็ก (Fe2 +) เพิ่ม granula-การของตะกอนเม็ดแบบไม่ใช้ออกซิเจนในเครื่องปฏิกรณ์ UASB [17 ] effectsof ศูนย์ valent เหล็ก (ZVI) บนตะกอนเม็ดแบบไม่ใช้ออกซิเจนถูก alsoinvestigated ข้อสังเกตที่จะอธิบายได้ด้วย (i) ZVI REAC-การได้รับประโยชน์การเจริญเติบโตของ methanogens ผ่านกรด bufferingand ลดลงของการเกิดออกซิเดชันลดศักยภาพและ (ii) Fe2 + ชะล้างจาก ZVI ก้าวหน้ารวมเม็ดที่ [18] อย่างไรก็ตามมี ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของการ ZVI บน aerobicgranulation. the
เหล็กเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับชีวิตเกือบทั้งหมด participatesin ปฏิกิริยาการเผาผลาญอาหารที่สำคัญที่สุดเช่นการสังเคราะห์ ofhemoglobin โปรตีนเหล็กกำมะถันและธาตุเหล็กแบริ่งโลหะเหล็ก proteins.The อื่น ๆ ที่เป็นของต่ำ ค่าใช้จ่ายเป็นเรื่องง่ายที่จะได้รับและที่เกิดขึ้นใหม่ effec-ลำดับสารปนเปื้อนที่เสื่อมโทรม [19] นอกจากนี้การใช้ ZVI การดำเนินงานและการบำรุงรักษา haslow ค่าใช้จ่ายเมื่อเทียบกับการใช้ ofother โลหะไอออนประจุคู่ ยกตัวอย่างเช่นไนเตรตสามารถ convertedto แอมโมเนียมไอออนและแอมโมเนียนั้นจะสามารถปล้นภายใต้ astrong สภาพด่าง; จึงไนโตรเจนน้ำรวม amountcan จะลดลงโดยการเพิ่ม ZVI นอกจากนี้บางปฏิกิริยาที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการลดไนเตรตการผลิตแอมโมเนียและกระสุน-NIA ปอกสามารถจำลองจลนพลศาสตร์โดยหลอกสั่งซื้อครั้งแรก ZVIhas รับการตรวจสอบเป็นสื่อใหม่สำหรับการบำบัดน้ำ Con-taminated ม [20] ดังนั้นการใช้ ZVI เป็นสื่อกลางในการรักษาปฏิกิริยา forwastewater เป็นแนวโน้ม technique.We สันนิษฐานว่าการเพิ่มประสิทธิภาพของแกรนูลแอโรบิกผ่านทาง ZVIreaction การศึกษานี้ศึกษาผลกระทบของการ ZVI บนแอโรบิก Gran-ulation ในแบบ Sequencing Batch Reactor การขนส่งทางอากาศ (SBAR) เริ่มต้น uptime และคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของ granulationwere แอโรบิกที่กำหนด นอกจากนี้ EPSs ศึกษาโดยใช้แบบสามมิติเมทริกซ์กระตุ้นการปล่อยก๊าซ (3D-EEM) เทคโนโลยี fluorescencespectra กำหนดเป้าหมายการเรืองแสงของกำไรสุทธิและดอทคอม ponents วิธี Polymerase chain reaction (PCR) denaturing ลาด gelelectrophoresis เทคโนโลยี (DGGE) ถูกจ้างมาเพื่อเปิดเผย thestructure ของชุมชนจุลินทรีย์ ดังนั้นงานนี้อาจ beuseful สำหรับการพัฒนาของระบบเม็ดแอโรบิกและการประยุกต์ใช้ thewide ของ ZVI ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพ ที่ดีที่สุด ofour ความรู้นี้เป็นความพยายามครั้งแรกเพื่อเพิ่มแอโรบิก Granu-lation โดยการเพิ่ม ZVI.
2 วัสดุและวิธีการ
2.1 การทดลองติดตั้งและ operationExperiments ได้ดำเนินการในแบบคู่ขนานโดยใช้สอง SBARs คอลัมน์ทรงกระบอกดับเบิลกำแพงที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในของ 8 cm.The SBARs ไรเซอร์ที่มีอยู่ภายใน (กวาดล้างด้านล่างของ 5 ซม. เส้นผ่าศูนย์กลางภายใน 1.5 ซม. และความสูง 80 ซม. ) ที่มี workingvolume 3.6 ลิตรเครื่องถูกนำมาผ่านเครื่องฟอกอากาศฟองปรับ througha diffuser หินที่มีรูพรุนที่ด้านล่างของเครื่องปฏิกรณ์ที่ airflowrate 3 ลิตรต่อนาทีในระหว่างการเติมอากาศเครื่องปฏิกรณ์ phase.Both เข้ารับการผ่าตัดในรอบต่อเนื่องกับแต่ละ cyclelasting 6 H หนึ่งรอบประกอบด้วยห้าขั้นตอนต่อเนื่อง: (1) 10 minfeeding (2) 310 นาทีปฏิกิริยาแอโรบิก (3) การตกตะกอน 10 นาที (4) 5 mindischarging