causing denaturation of proteins, interfering with the assimilatory
metabolism of sulphur, etc. [17,100]. Concentrations as low as
0.003–0.006 mole/l total S or 0.002–0.003 mole/l H2S are reported
to be inhibitory to the micro-organisms [17], other sources
suggest that with a concentration of 150 mg/l sulphide stable
methanogenesis can occur [21]. There are authors who claim
that the toxicity should be related to the unionised sulphide
concentration in the pH range of 6.8–7.2 and to total sulphide
concentration at a pH higher than 7.2 [17,100]. The range of sensitivity
of the different anaerobic bacteria follows: fementativesoSRB
¼ acetogensomethanogens.
4.3. Sodium and potassium
Various cationic elements, including Na, K and others, are
found in the digester influent, where they can be released due to
the degradation of organic material or with compounds added for
pH adjustment [100]. Although they are required for microbial
growth, they can be toxic or inhibitory to the activity of the microorganisms
when present in high concentrations.
4.3.1. Sodium
The presence of low concentrations of sodium is essential for
the methanogenic bacteria, presumably because it is important
for the formation of ATP or the oxidation of NADH. High
concentrations of sodium, however, inhibit the activity of the
micro-organisms and interfere with their metabolism [100,105].
The level of inhibition depends on the concentration found in the
sludge. Optimal growth conditions of hydrogenotrophic methanogens
occur at concentrations of 350mg Na+/l. Inhibitory effects
start at concentrations between 3500 and 5500 mg/l causing a
rather moderate inhibition, whereas a concentration 8800 mg/l is
strongly inhibitory to methanogenic bacteria during mesophilic
digestion [100]. If exposed a sufficient period of time, the
anaerobic bacteria can acclimate to the toxic cation and their
activity is not affected significantly. However, there is a limit for
the micro-organisms to tolerate the high concentrations
[100,106]. The adaptation or acclimation of the methanogenic
bacteria to high concentrations of sodium is apparent when
investigating the optimal sodium concentration in different saline
media. In a medium with a low salt content the optimal
concentration range is in the range 230–350 mg/l [105]. This fact
is due to the adaptation of the sludge to sodium. VFA-degrading
bacteria have a different resistance to sodium toxicity: it caused
50% inhibition of propionic acid, acetic acid and n-butyric acid
utilising bacteria at concentrations 10,500, 7000, and 19,000 mg/l,
respectively [105]. This is in agreement with the results of Liu and
Boone [107], who found that acetate-utilising bacteria are more
susceptible to the toxicity of NaCl than propionate-utilising and
H2/CO2-utilising micro-organisms.
The simultaneous addition of calcium and potassium in
suitable concentrations was found to be very beneficial in
improving the efficiency of the anaerobic treatment process by
reducing sodium toxicity to methanogens. For the highest
reduction in sodium toxicity, the cations must be present in or
very close to their optimum concentrations; 326 and 339 mg/l of
potassium and calcium, respectively. Potassium and magnesium
were also found to be very effective in reducing the toxicity of
sodium when present in the optimum concentration. However, if
the concentrations of the cations are too far from the optimum,
their effect is irrelevant [100,106,108].
4.3.1.1. Potassium. High concentrations of potassium can lead to
the passive influx of potassium ions, thereby neutralising the
membrane potential [100]. When the concentration of potassium
is below 400 mg/l, functioning in both mesophilic and thermophilic
temperatures ranges are improved. However, higher potassium
levels induce an inhibitory effect, especially for the
thermophilic organims [100,109]. It was found that when using
acetate and glucose as substrates together with sludge (inoculum),
the half maximal inhibitory concentration (IC50) for
acetate-utilising bacteria was 0.74 mole/l [100]. The bacteria can
exhibit an acclimation effect, which depends on both concentration
of potassium and exposure time. If allowed a sufficient time
of exposure, the anaerobic bacteria can acclimate to the toxic
cation and their activity is not affected significantly. However,
beyond a certain level of the toxic cation, the bacteria can no
longer tolerate. Sodium, magnesium, ammonium and calcium
were found to be very effective in moderating the toxicity of potassium
[109,110]. There are, however, optimal concentrations
that should be respected to accomplish mitigation effects. For
sodium, the optimumwas found to be 564 mg/l [111]. Calcium and
sodium should be present at 837 and 379 mg/l, respectively [110].
The reader is referred to the literature for more information
about the effects of other cations such as magnesium, calcium
and aluminium [100,109,112], and some overall data are given in
Table 8 below.
4.4. Heavy metals
Industrial contributions are the primary source of heavy
metals in urban wastewater and account for up to 50% of the
total metal content in sewage sludge. Industrial contaminants
include zinc, copper, chromium, nickel, cadmium and lead.
Domestic sources are mainly associated with leaching from
plumbing materials (Cu and Pb), gutters and roofs (Cu and Zn)
and galvanised materials, use of detergents and washing
powders containing Cd, Cu and Zn, and use of body care products
containing Zn. The presence of heavy metals can often
cause difficulties in the nitrification/denitrification step of the
wastewater treatment processes due to inhibition [113] and
may hamper the sludge disposal by land application [114].
The behaviour of heavy metals in wastewater and sludge
treatment processes has been widely discussed in literature
[100,109,115–120].
Some values of inhibitory concentrations of metals are also
listed in Table 8.
Many enzymes and co-enzymes depend on a minimal amount
of certain traces of metals for their activation and activity. When
present in large amounts, they cause an inhibitory or toxic effect
to micro-organisms. The chemical binding of heavy metals to the
enzymes and subsequent disruption of the enzyme structure and
function are the main cause of this toxic effect [121].
4.5. Hydrogen
Molecular hydrogen is formed during different stages of AD. In
the hydrolysis stage the bacteria produce fatty acids, CO2 and
hydrogen from carbohydrates. During the acetogenesis, bacteria
(Syntrophobacter wolinii or Syntrophomonas wolfei) produce acetate,
CO2 and hydrogen, or acetate and hydrogen by anaerobic
oxidation of propionate and n-butyrate [21]. In this last stage,
hydrogen can only be formed when it is consumed by methanogenic
bacteria so it does not accumulate (reaction 1). This can also
be achieved by the activity or sulphate reducing bacteria (reaction 2)
via interspecies electron transfer [21]. The hydrogen concentration
can also be decreased in sewage sludge by acetate formation
from CO2 and H2 (reaction 3).
Acetogenesis of fatty acids or of other reduced metabolites
may only function if hydrogen does not accumulate but is
เกิด denaturation ของโปรตีน รบกวนที่ assimilatory
เมแทบอลิซึมของซัลเฟอร์ ฯลฯ [17,100] ความเข้มข้นต่ำสุด
รายงาน 0.003–0.006 โมล/l รวม S หรือ 0.002–0.003 โมล/l ไข่เน่า
เป็นลิปกลอสไขไปยังไมโครสิ่งมีชีวิต [17], แหล่งอื่น ๆ
แนะนำที่ มีความเข้มข้นของมั่นคงพันธุ์โซเด 150 mg/l
methanogenesis สามารถเกิดขึ้นได้ [21] มีผู้เรียกร้อง
ซึ่งความเป็นพิษที่ควรเกี่ยวข้องกับพันธุ์โซเด unionised
สมาธิในช่วงค่า pH 6.8–7.2 และพันธุ์โซเดรวม
ความเข้มข้นที่มี pH สูงกว่า 7.2 [17,100] ช่วงของความไว
ของแบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนแตกต่างกันดังต่อไปนี้: fementativesoSRB
¼ acetogensomethanogens.
4.3 โซเดียมและโพแทสเซียม
cationic องค์ประกอบต่าง ๆ Na, K และ อื่น ๆ มี
พบใน influent digester ที่พวกเขาสามารถถูกนำออกใช้เนื่อง
ย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ หรือสารเพิ่มสำหรับ
pH ปรับปรุง [100] แม้ว่าจำเป็นสำหรับจุลินทรีย์
เติบโต พวกเขาอาจเป็นพิษ หรือลิปกลอสไขกิจกรรมของจุลินทรีย์
เมื่ออยู่ในความเข้มข้นสูงได้
4.3.1 ได้ โซเดียม
ของความเข้มข้นต่ำสุดของโซเดียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ
แบคทีเรีย methanogenic สันนิษฐานว่าเนื่องจากมันเป็นสิ่งสำคัญ
สำหรับการก่อตัวของ ATP หรือออกซิเดชันของ NADH สูง
ความเข้มข้นของโซเดียม ไร ยับยั้งการ
ไมโครสิ่งมีชีวิต และรบกวนการเผาผลาญอาหารของพวกเขา [100,105] .
ระดับยับยั้งการขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในการ
ตะกอน เงื่อนไขการเติบโตสูงสุดของ hydrogenotrophic methanogens
เกิดขึ้นที่ความเข้มข้น 350mg Na /l. ลิปกลอสไขผล
เริ่มที่ความเข้มข้นระหว่าง 3500 และ 5500 mg/l สาเหตุ
บรรเทายับยั้ง แต่ ในขณะที่เข้มข้น 8800 mg/l เป็น
ลิปกลอสไขขอให้แบคทีเรีย methanogenic ช่วง mesophilic
ย่อยอาหาร [100] หากสัมผัสเป็นระยะเวลา พอ
แบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนสามารถ acclimate กับ cation เป็นพิษ และการ
กิจกรรมจะไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม มีขีดจำกัดสำหรับ
ชีวิตไมโครจะทนต่อความเข้มข้นสูง
[100,106] ปรับตัวหรือ acclimation methanogenic
แบคทีเรียกับความเข้มข้นสูงของโซเดียมจะเห็นได้ชัดเมื่อ
ตรวจความเข้มข้นของโซเดียมที่เหมาะสมที่สุดในน้ำเกลือที่แตกต่าง
สื่อ ในที่มีเกลือต่ำเนื้อหาดีที่สุด
ช่วงความเข้มข้นอยู่ในในช่วง 230–350 mg/l [105] ความจริง
เนื่องจากการปรับตัวของตะกอนกับโซเดียม ลด VFA
แบคทีเรียมีความต้านทานแตกต่างกันเพื่อความเป็นพิษของโซเดียม: มันเกิด
ยับยั้ง 50% propionic กรด กรดอะซิติก และกรด n butyric
โดยแบคทีเรียที่ความเข้มข้น 10,500, 7000 และ 19000 mg/l,
ตามลำดับ [105] โดยยังคงผลของหลิว และ
Boone [107], ซึ่งพบว่า เชื้อแบคทีเรียโดย acetate เป็น
ไวต่อการความเป็นพิษของ NaCl กว่าโดย propionate และ
H2/CO2-โดยไมโคร-ชีวิต.
นี้พร้อมของแคลเซียมและโพแทสเซียมใน
พบความเข้มข้นที่เหมาะสมจะเป็นประโยชน์มากใน
ปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการรักษาที่ไม่ใช้ออกซิเจนโดย
ลดความเป็นพิษของโซเดียมกับ methanogens สำหรับสูงสุด
ลดความเป็นพิษของโซเดียม เป็นของหายากต้องมี หรือ
แหล่งความเข้มข้นของพวกเขาเหมาะสม 326 และ 339 mg/l
โพแทสเซียมและแคลเซียม ตามลำดับ โพแทสเซียมและแมกนีเซียม
พบยังมีประสิทธิภาพมากในการลดความเป็นพิษของ
โซเดียมเมื่ออยู่ในความเข้มข้นที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ถ้า
ความเข้มข้นของเป็นของหายากอยู่ไกลจากมีประสิทธิภาพสูงสุด,
ผลที่เกิดขึ้นมีความเกี่ยวข้อง [100,106,108] .
4.3.1.1 โพแทสเซียม ความเข้มข้นสูงของโพแทสเซียมอาจ
หลั่งไหลแฝงของโพแทสเซียมประจุ neutralising จึง
เมมเบรนมีศักยภาพ [100] เมื่อความเข้มข้นของโพแทสเซียม
ต่ำ 400 mg/l ทำงานในทั้ง mesophilic และ thermophilic
ช่วงอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม โพแทสเซียมสูง
ระดับก่อให้เกิดผล ลิปกลอสไขโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการ
thermophilic organims [100,109] พบว่าเมื่อใช้
acetate และกลูโคสเป็นพื้นผิวพร้อมกับตะกอน (inoculum),
ครึ่งสูงสุดลิปกลอสไขความเข้มข้น (IC50) สำหรับ
acetate โดยแบคทีเรียมีไฝ 0.74 l [100] แบคทีเรียสามารถ
แสดงผล acclimation ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นทั้ง
เวลาโพแทสเซียมและสัมผัส ถ้าอนุญาตให้เวลาเพียงพอ
ของแสง แบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนสามารถ acclimate การพิษ
cation และกิจกรรมของพวกเขาจะไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญได้ อย่างไรก็ตาม,
เกินระดับของ cation เป็นพิษ แบคทีเรียสามารถไม่
ทนอีกต่อไปได้ โซเดียม แมกนีเซียม แอมโมเนีย และแคลเซียม
พบจะมีประสิทธิภาพมากในการดูแลความเป็นพิษของโพแทสเซียม
[109,110] มี อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงสุด
ที่ควรคำนึงเพื่อให้บรรลุผลบรรเทาสาธารณภัย สำหรับ
โซเดียม optimumwas พบ 564 mg/l [111] จะ แคลเซียม และ
ควรอยู่ใน 837 และ 379 mg/l โซเดียมตามลำดับ [110] .
อ่านว่าวรรณกรรมสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
เกี่ยวกับผลกระทบของเป็นของหายากอื่น ๆ เช่นแมกนีเซียม แคลเซียม
และอะลูมิเนียม [100,109,112], และข้อมูลบางอย่างโดยรวมจะได้รับใน
8 ตารางด้านล่าง
4.4 โลหะหนัก
จัดสรรโรงงานอุตสาหกรรมเป็นแหล่งที่มาหลักของหนัก
โลหะในน้ำเสียเมืองและบัญชีถึง 50% ของ
รวมเนื้อหาโลหะในกากตะกอน สารปนเปื้อนอุตสาหกรรม
รวมสังกะสี ทองแดง โครเมียม นิกเกิล แคดเมียม และรอคอยการ
แหล่งภายในประเทศเป็นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการละลายจาก
วัสดุประปา (Cu และ Pb), รางน้ำและหลังคา (Cu และ Zn)
และวัสดุต่อ ใช้ผงซักฟอกและซักผ้า
ผงประกอบด้วย Cd, Cu และ Zn และการใช้ผลิตภัณฑ์ดูแลร่างกาย
ประกอบด้วย Zn ของโลหะหนักสามารถมัก
ทำให้เกิดความยากลำบากในขั้นตอนการอนา ม็อกซ์/denitrification ของ
กระบวนการบำบัดน้ำเสียเนื่องจากยับยั้ง [113] และ
อาจขัดขวางการกำจัดตะกอน โดยใช้ที่ดิน [114] .
พฤติกรรมของโลหะหนักในน้ำเสียและตะกอน
กระบวนการบำบัดได้รับการกล่าวกันอย่างแพร่หลายในวรรณคดี
[100,109, 115–120]
บางค่าของลิปกลอสไขความเข้มข้นของโลหะยังมี
แสดงในตาราง 8.
เอนไซม์และเอนไซม์ร่วมจำนวนมากขึ้นอยู่กับจำนวนน้อยที่สุด
ของร่องรอยบางอย่างของโลหะสำหรับเปิดใช้งานและกิจกรรมของพวกเขา เมื่อ
อยู่ในขนาดใหญ่ จะทำให้เกิดผลพิษ หรือลิปกลอสไข
กับไมโครสิ่งมีชีวิต รวมเคมีของโลหะหนักการ
เอนไซม์และโครงสร้างของเอนไซม์ต่อทรัพย และ
ฟังก์ชันเป็นสาเหตุหลักของผลพิษนี้ [121] .
4.5 ไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนโมเลกุลจะเกิดขึ้นในระหว่างขั้นต่าง ๆ ของ AD ใน
ไฮโตรไลซ์ระยะที่แบคทีเรียสร้างกรดไขมัน CO2 และ
ไฮโดรเจนจากคาร์โบไฮเดรต ระหว่าง acetogenesis แบคทีเรีย
(Syntrophobacter wolinii หรือ Syntrophomonas wolfei) ผลิต acetate,
CO2 และ ไฮโดรเจน หรือ acetate และไฮโดรเจน โดยไม่ใช้ออกซิเจน
ออกซิเดชัน propionate และ n-butyrate [21] ในขั้นตอนสุดท้าย,
ไฮโดรเจนสามารถเท่านั้นจะเกิดขึ้นเมื่อมีใช้ โดย methanogenic
แบคทีเรียดังนั้นจะไม่สะสม (ปฏิกิริยาที่ 1) นี้สามารถ
ทำได้ โดยกิจกรรมหรือซัลเฟตลดแบคทีเรีย (ปฏิกิริยา 2)
ผ่านการถ่ายโอนอิเล็กตรอน interspecies [21] ความเข้มข้นไฮโดรเจน
สามารถยังลดลงในกากตะกอน โดยก่อตัว acetate
จาก CO2 และ H2 (ปฏิกิริยาที่ 3) .
Acetogenesis ของกรดไขมัน หรือ ของอื่น ๆ ลด metabolites
อาจทำงานเฉพาะถ้าไฮโดรเจนสะสม แต่
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)
causing denaturation of proteins, interfering with the assimilatory
metabolism of sulphur, etc. [17,100]. Concentrations as low as
0.003–0.006 mole/l total S or 0.002–0.003 mole/l H2S are reported
to be inhibitory to the micro-organisms [17], other sources
suggest that with a concentration of 150 mg/l sulphide stable
methanogenesis can occur [21]. There are authors who claim
that the toxicity should be related to the unionised sulphide
concentration in the pH range of 6.8–7.2 and to total sulphide
concentration at a pH higher than 7.2 [17,100]. The range of sensitivity
of the different anaerobic bacteria follows: fementativesoSRB
¼ acetogensomethanogens.
4.3. Sodium and potassium
Various cationic elements, including Na, K and others, are
found in the digester influent, where they can be released due to
the degradation of organic material or with compounds added for
pH adjustment [100]. Although they are required for microbial
growth, they can be toxic or inhibitory to the activity of the microorganisms
when present in high concentrations.
4.3.1. Sodium
The presence of low concentrations of sodium is essential for
the methanogenic bacteria, presumably because it is important
for the formation of ATP or the oxidation of NADH. High
concentrations of sodium, however, inhibit the activity of the
micro-organisms and interfere with their metabolism [100,105].
The level of inhibition depends on the concentration found in the
sludge. Optimal growth conditions of hydrogenotrophic methanogens
occur at concentrations of 350mg Na+/l. Inhibitory effects
start at concentrations between 3500 and 5500 mg/l causing a
rather moderate inhibition, whereas a concentration 8800 mg/l is
strongly inhibitory to methanogenic bacteria during mesophilic
digestion [100]. If exposed a sufficient period of time, the
anaerobic bacteria can acclimate to the toxic cation and their
activity is not affected significantly. However, there is a limit for
the micro-organisms to tolerate the high concentrations
[100,106]. The adaptation or acclimation of the methanogenic
bacteria to high concentrations of sodium is apparent when
investigating the optimal sodium concentration in different saline
media. In a medium with a low salt content the optimal
concentration range is in the range 230–350 mg/l [105]. This fact
is due to the adaptation of the sludge to sodium. VFA-degrading
bacteria have a different resistance to sodium toxicity: it caused
50% inhibition of propionic acid, acetic acid and n-butyric acid
utilising bacteria at concentrations 10,500, 7000, and 19,000 mg/l,
respectively [105]. This is in agreement with the results of Liu and
Boone [107], who found that acetate-utilising bacteria are more
susceptible to the toxicity of NaCl than propionate-utilising and
H2/CO2-utilising micro-organisms.
The simultaneous addition of calcium and potassium in
suitable concentrations was found to be very beneficial in
improving the efficiency of the anaerobic treatment process by
reducing sodium toxicity to methanogens. For the highest
reduction in sodium toxicity, the cations must be present in or
very close to their optimum concentrations; 326 and 339 mg/l of
potassium and calcium, respectively. Potassium and magnesium
were also found to be very effective in reducing the toxicity of
sodium when present in the optimum concentration. However, if
the concentrations of the cations are too far from the optimum,
their effect is irrelevant [100,106,108].
4.3.1.1. Potassium. High concentrations of potassium can lead to
the passive influx of potassium ions, thereby neutralising the
membrane potential [100]. When the concentration of potassium
is below 400 mg/l, functioning in both mesophilic and thermophilic
temperatures ranges are improved. However, higher potassium
levels induce an inhibitory effect, especially for the
thermophilic organims [100,109]. It was found that when using
acetate and glucose as substrates together with sludge (inoculum),
the half maximal inhibitory concentration (IC50) for
acetate-utilising bacteria was 0.74 mole/l [100]. The bacteria can
exhibit an acclimation effect, which depends on both concentration
of potassium and exposure time. If allowed a sufficient time
of exposure, the anaerobic bacteria can acclimate to the toxic
cation and their activity is not affected significantly. However,
beyond a certain level of the toxic cation, the bacteria can no
longer tolerate. Sodium, magnesium, ammonium and calcium
were found to be very effective in moderating the toxicity of potassium
[109,110]. There are, however, optimal concentrations
that should be respected to accomplish mitigation effects. For
sodium, the optimumwas found to be 564 mg/l [111]. Calcium and
sodium should be present at 837 and 379 mg/l, respectively [110].
The reader is referred to the literature for more information
about the effects of other cations such as magnesium, calcium
and aluminium [100,109,112], and some overall data are given in
Table 8 below.
4.4. Heavy metals
Industrial contributions are the primary source of heavy
metals in urban wastewater and account for up to 50% of the
total metal content in sewage sludge. Industrial contaminants
include zinc, copper, chromium, nickel, cadmium and lead.
Domestic sources are mainly associated with leaching from
plumbing materials (Cu and Pb), gutters and roofs (Cu and Zn)
and galvanised materials, use of detergents and washing
powders containing Cd, Cu and Zn, and use of body care products
containing Zn. The presence of heavy metals can often
cause difficulties in the nitrification/denitrification step of the
wastewater treatment processes due to inhibition [113] and
may hamper the sludge disposal by land application [114].
The behaviour of heavy metals in wastewater and sludge
treatment processes has been widely discussed in literature
[100,109,115–120].
Some values of inhibitory concentrations of metals are also
listed in Table 8.
Many enzymes and co-enzymes depend on a minimal amount
of certain traces of metals for their activation and activity. When
present in large amounts, they cause an inhibitory or toxic effect
to micro-organisms. The chemical binding of heavy metals to the
enzymes and subsequent disruption of the enzyme structure and
function are the main cause of this toxic effect [121].
4.5. Hydrogen
Molecular hydrogen is formed during different stages of AD. In
the hydrolysis stage the bacteria produce fatty acids, CO2 and
hydrogen from carbohydrates. During the acetogenesis, bacteria
(Syntrophobacter wolinii or Syntrophomonas wolfei) produce acetate,
CO2 and hydrogen, or acetate and hydrogen by anaerobic
oxidation of propionate and n-butyrate [21]. In this last stage,
hydrogen can only be formed when it is consumed by methanogenic
bacteria so it does not accumulate (reaction 1). This can also
be achieved by the activity or sulphate reducing bacteria (reaction 2)
via interspecies electron transfer [21]. The hydrogen concentration
can also be decreased in sewage sludge by acetate formation
from CO2 and H2 (reaction 3).
Acetogenesis of fatty acids or of other reduced metabolites
may only function if hydrogen does not accumulate but is
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)