The high phosphorus concentration was based on the maximum concentrations found by Schmidt et al. (2016). The low phosphorus condition mimics primary cell effluent in a multi-celled WSP scenario, as suggested by Ragush et al. (2015). Under this scenario, a deep anaerobic primary cell provides approximately 50% phosphorus removal and feeds a shallower secondary cell capable of biological activity. The estimation of 50% removal from a deep primary cell is based on the findings of Schmidt et al. (2016).
Synthetic wastewater was prepared in a 4 L bottle according to the recipe shown in Table 1 using tap water further processed by reverse osmosis. Organic carbon was not fed into the system to minimize bacterial growth and sodium EDTA was used to prevent metal precipitation to allow for accurate quantification of biological activity. The solution was adjusted to a starting pH of approximately 7.3 using 1 M NaOH. Microalgae from the chemostat was used to inoculate the solution. Water was taken from the cultivation chemostat and centrifuged at 3000 rpm for 15 min until a microalgal pellet formed. The supernatant was poured off and the microalgal pellet was added to the solution bottle. Microalgae was added to yield a target initial optical density of 0.010. Synthetic wastewater was added to twenty autoclaved 250-mL Erlenmeyer flasks capped with cotton plugs. Flasks were placed on a shaker table (150 rpm) under programmable LED lights (Orphek, Fairmount, USA). Cotton plugs were used to allow for air exchange while limiting contamination. PAR was measured at the water surface using a handheld sensor (Apogee, Logan, USA).
Sampling occurred every 1–5 days, with an average time between samples of 35 h. Sampling occurred for an average of 18 days. At each sampling event, one flask was sacrificed and analyzed. The sampling period varied in order to ensure that adequate samples were taken during the initial lag, growth and stationary phases. Flasks were weighed at the start of the experiment and at each sampling event. Any evaporation was accounted for by adding deionized water. Samples were analyzed for pH, total and dissolved phosphorus, optical density (λ = 680 nm) and total suspended solids (TSS). Total and dissolved metals (calcium, magnesium, manganese, iron and aluminum) were periodically measured to ensure metal precipitation was not occurring. Dissolved samples were obtained after filtration with 0.45 μm polysulfone filter membrane (GVS Life Sciences, Rome, ITA). The wavelength for optical density was determined experimentally by conducting wavelength scans (190–800 nm, 1 nm increments) on samples from the chemostat using a spectrophotometer (Hach Company, Loveland, USA).
All samples, unless otherwise stated, were measured according to Standard Methods (APHA, 2012). Total and dissolved phosphorus was measured using the ascorbic acid method with acid persulfate digestion (TNTplus™, Hach Company, Loveland, CO). pH was measured using a benchtop meter (Thermo Scientific™ Orion ™ Star™) and associated probe. Metals samples were digested with concentrated nitric acid and measured using inductively coupled plasma mass spectrometry (XSeries 2 ICPMS, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA). Optical density was measured using a spectrophotometer (Hach Company, Loveland, USA). TSS analysis was performed using glass fiber filters (GE Whatman, Little Chalfont, UK) according to Standard Methods.
During the exponential growth stage, microalgae samples were also analyzed for polyphosphate in order to quantify and confirm luxury uptake mechanisms. The method used to extract polyphosphate was previously described by Eixler et al. (2005). In short, samples were centrifuged at 3000 rpm for 15 min in 50 mL centrifuge tubes until a microalgal pellet was formed. The supernatant was then replaced with deionized water and the microalgal pellet was resuspended. Samples were then autoclaved at 100 °C for 20 min to rupture the microalgae cell wall while keeping the polyphosphate granules intact. After the samples cooled, they were filtered with 1.5 μm glass fiber filters (GE Whatman, Little Chalfont, UK) to remove the microalgae biomass. The filtrate was analyzed for soluble reactive and total phosphorus. The difference between these two concentrations represented the polyphosphate concentration.
ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสสูงอยู่บนพื้นฐานของความเข้มข้นสูงสุดที่พบโดย Schmidt, et al (2016) ฟอสฟอรัสต่ำสภาพเลียนแบบน้ำทิ้งเซลล์หลักในหลายเซลล์ WSP สถานการณ์ตามข้อเสนอแนะ Ragush et al, (2015) ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ถือหลักลึกแบบไม่ใช้ออกซิเจนให้กำจัดฟอสฟอรัสประมาณ 50% และฟีดเซลล์รองตื้นความสามารถในการกิจกรรมทางชีวภาพ การประมาณของการกำจัด 50% จากเซลล์หลักลึกจะขึ้นอยู่กับผลการวิจัยของ Schmidt et al, (2016).
น้ำเสียสังเคราะห์ถูกจัดทำขึ้นในขวด 4 ลิตรตามสูตรที่แสดงในตารางที่ 1 การใช้น้ำประปาดำเนินการต่อไปโดยการ Reverse Osmosis อินทรีย์คาร์บอนไม่ได้ป้อนเข้าระบบเพื่อลดการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียและโซเดียม EDTA ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการตกตะกอนโลหะเพื่อให้ปริมาณที่ถูกต้องของกิจกรรมทางชีวภาพ การแก้ปัญหาจะปรับค่า pH เริ่มต้นประมาณ 7.3 ใช้ 1 M NaOH สาหร่ายจาก chemostat ที่ใช้ในการฉีดวัคซีนการแก้ปัญหา น้ำถูกนำมาจาก chemostat การเพาะปลูกและการหมุนเหวี่ยงที่ 3000 รอบต่อนาทีนาน 15 นาทีจนเม็ดสาหร่ายที่เกิดขึ้น ใสถูกเทออกและเม็ดสาหร่ายถูกบันทึกอยู่ในขวดแก้ปัญหา สาหร่ายถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อให้กลุ่มเป้าหมายมีความหนาแน่นแสงแรกของ 0.010 น้ำเสียสังเคราะห์ถูกบันทึกอยู่ในยี่สิบมวล 250 มิลลิลิตรขวด Erlenmeyer ปกคลุมด้วยปลั๊กผ้าฝ้าย ขวดถูกวางไว้บนโต๊ะเครื่องปั่น (150 รอบต่อนาที) ภายใต้แสงไฟ LED ที่สามารถตั้งโปรแกรม (Orphek มองต์, สหรัฐอเมริกา) ปลั๊กฝ้ายถูกนำมาใช้เพื่อให้มีการแลกเปลี่ยนอากาศขณะที่การ จำกัด การปนเปื้อน PAR วัดที่พื้นผิวของน้ำโดยใช้เซ็นเซอร์ที่มีด้ามจับ (Apogee โลแกน, สหรัฐอเมริกา).
การสุ่มตัวอย่างที่เกิดขึ้นทุก 1-5 วันโดยมีระยะเวลาเฉลี่ยระหว่างกลุ่มตัวอย่าง 35 ชั่วโมง การสุ่มตัวอย่างที่เกิดขึ้นสำหรับค่าเฉลี่ยของ 18 วัน ในกรณีที่การสุ่มตัวอย่างในแต่ละหนึ่งขวดเสียสละและวิเคราะห์ ระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่ากลุ่มตัวอย่างที่เพียงพอถูกถ่ายในช่วงเริ่มต้นของความล่าช้าการเจริญเติบโตและเฟส ขวดชั่งในช่วงเริ่มต้นของการทดลองและในกรณีที่มีการสุ่มตัวอย่างในแต่ละ ระเหยใด ๆ ที่ได้รับการคิดโดยการเติมน้ำกลั่น ตัวอย่างมาวิเคราะห์ค่า pH ทั้งหมดและฟอสฟอรัสละลายความหนาแน่นของออปติคอล (λ = 680 นาโนเมตร) และของแข็งแขวนลอย (TSS) รวมและละลายโลหะ (แคลเซียมแมกนีเซียมแมงกานีสเหล็กและอลูมิเนียม) วัดระยะเพื่อให้แน่ใจว่าการตกตะกอนโลหะไม่ได้เกิดขึ้น ตัวอย่างที่ละลายน้ำได้รับหลังจากการกรองด้วยเมมเบรนกรอง 0.45 ไมโครเมตร Polysulfone (GVS Life Sciences, โรม, ITA) ความยาวคลื่นแสงความหนาแน่นถูกกำหนดโดยการดำเนินการทดลองสแกนความยาวคลื่น (190-800 นาโนเมตรเพิ่มทีละ 1 นาโนเมตร) บนตัวอย่างจาก chemostat ใช้ spectrophotometer (Hach บริษัท เลิฟแลนด์, สหรัฐอเมริกา).
ตัวอย่างทั้งหมดยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่นถูกวัดตาม วิธีการมาตรฐาน (APHA 2012) รวมและฟอสฟอรัสละลายวัดโดยใช้วิธีวิตามินซีกับการย่อยอาหารเพอร์ซัลเฟตกรด (TNTplus ™, Hach บริษัท เลิฟแลนด์) พีเอชได้รับการวัดโดยใช้มิเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Thermo Scientific ™ Orion ™ดาว™) และการสอบสวนที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างโลหะที่ถูกย่อยด้วยกรดไนตริกเข้มข้นและวัดโดยใช้ inductively คู่พลาสมามวลสาร (XSeries 2 ICPMS, Thermo Fisher Scientific, Inc. มบริดจ์) ความหนาแน่นของออปติคอลได้รับการวัดโดยใช้ spectrophotometer (Hach บริษัท เลิฟแลนด์, สหรัฐอเมริกา) วิเคราะห์ TSS ถูกดำเนินการโดยใช้ฟิลเตอร์ใยแก้ว (GE Whatman เล็ก ๆ น้อย ๆ Chalfont สหราชอาณาจักร) ตามวิธีการมาตรฐาน.
ในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโตชี้แจงตัวอย่างสาหร่ายยังวิเคราะห์โพลีฟอสเฟตในการสั่งซื้อปริมาณและยืนยันกลไกการดูดซึมหรู วิธีการที่ใช้ในการสกัดโพลีฟอสเฟตได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดย Eixler et al, (2005) ในระยะสั้นตัวอย่างที่ถูกหมุนเหวี่ยงที่ 3000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 15 นาทีใน 50 มลหลอดหมุนเหวี่ยงจนเม็ดสาหร่ายที่ถูกสร้างขึ้น ใสถูกแทนที่แล้วด้วยน้ำปราศจากไอออนและเม็ดสาหร่ายถูก resuspended ตัวอย่างนึ่งฆ่าเชื้อแล้วที่ 100 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 20 นาทีที่จะแตกร้าวผนังเซลล์สาหร่ายในขณะที่เก็บเม็ดโพลีฟอสเฟตเหมือนเดิม หลังจากที่กลุ่มตัวอย่างระบายความร้อนด้วยพวกเขาถูกกรองด้วย 1.5 ไมครอนกรองใยแก้ว (GE Whatman เล็ก ๆ น้อย ๆ Chalfont สหราชอาณาจักร) เพื่อลบชีวมวลสาหร่ายทะเลขนาดเล็ก กรองวิเคราะห์ฟอสฟอรัสปฏิกิริยาและทั้งหมดที่ละลายน้ำได้ ความแตกต่างระหว่างสองคนนี้เป็นตัวแทนของความเข้มข้นของความเข้มข้นของโพลีฟอสเฟต
การแปล กรุณารอสักครู่..
ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสสูง ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นสูงสุดที่พบโดยชมิดท์ et al . ( 2016 ) สภาพฟอสฟอรัสต่ำเลียนแบบเซลล์หลักในน้ำหลาย celled สถานการณ์ WSP ตามที่แนะนำโดย ragush et al . ( 2015 ) ภายใต้สถานการณ์นี้ , ลึกไร้หลักเซลล์มีประมาณ 50 % ฟอสฟอรัสและดึงข้อมูลแบบทุติยภูมิสามารถตื้นของกิจกรรมทางชีวภาพ ประมาณ 50% จากที่ลึกหลักในการกำจัดเซลล์ ผลจากการศึกษาของชมิดท์ et al . ( 2016 )น้ำเสียสังเคราะห์ที่เตรียมไว้ในขวด 4 ลิตร ตามสูตรที่แสดงในตารางที่ 1 ใช้น้ำประปาเพิ่มเติมประมวลผลโดย Osmosis ย้อนกลับ อินทรีย์คาร์บอนได้ป้อนเข้าไปในระบบเพื่อลดการเติบโตของแบคทีเรียและโซเดียม EDTA ใช้ป้องกันการตกตะกอนโลหะเพื่อให้ปริมาณที่ถูกต้องของกิจกรรมทางชีวภาพ โซลูชั่นที่ปรับ pH ประมาณ 7.3 เพื่อเริ่มใช้ 1 M NaOH สาหร่ายขนาดเล็กจากการเพาะเลี้ยงแบบต่อเนื่อง ใช้ฉีดสารละลาย น้ำที่ได้จากการเพาะเลี้ยงแบบต่อเนื่อง ระดับที่ 3 , 000 รอบต่อนาที และ 15 นาที จนกระทั่งสาหร่ายเม็ดขึ้น และน่านถูกเทออกจากเม็ดสาหร่ายและเติมสารละลายในขวด สาหร่ายขนาดเล็กคือเพิ่มผลผลิตเป้าหมายเริ่มต้นแสงความหนาแน่นของ 0.010 . น้ำเสียสังเคราะห์สังเคราะห์เพิ่มยี่สิบขวด 250 มล. เออร์เลนเมเยอร์ปกคลุมด้วยปลั๊กฝ้าย อาหารถูกวางไว้บนโต๊ะเขย่า ( 150 รอบต่อนาที ) ภายใต้โปรแกรมไฟ LED ( orphek แฟร์มอนท์ , USA ) ปลั๊กฝ้าย ถูกใช้เพื่อให้แลกเปลี่ยนอากาศในขณะที่การ จำกัด การปนเปื้อน โดยวัดที่พื้นผิวน้ำ ใช้เซนเซอร์แบบมือถือ ( สุดยอด โลแกน , USA )ตัวอย่างที่เกิดขึ้นทุก 1 – 5 วัน ด้วยเวลาเฉลี่ยระหว่างตัวอย่าง 35 ชั่วโมง ตัวอย่างที่เกิดขึ้นเฉลี่ย 18 วัน ในแต่ละตัวอย่างเหตุการณ์หนึ่งขวด สละ และวิเคราะห์ การศึกษาที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่า ตัวอย่างที่เพียงพอถูกถ่ายในระหว่างความล่าช้าเริ่มต้นการเจริญเติบโตและเฟสอยู่กับที่ ขวดยังหนักที่เริ่มต้นของการทดลองและในตัวอย่างแต่ละเหตุการณ์ ใด ๆถูกคิดโดยการเพิ่มคล้ายเนื้อเยื่อประสาน การระเหยของน้ำ ตัวอย่างเพื่อวิเคราะห์หาพีเอช และปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมดของแสง ( λ = 680 nm ) และของแข็งแขวนลอยทั้งหมด ( TSS ) รวมและละลายโลหะ ( แคลเซียม , แมกนีเซียม , แมงกานีส , เหล็ก และอลูมิเนียม ) อยู่เป็นระยะ ๆ วัด เพื่อให้แน่ใจว่าตกตะกอนโลหะนั้นไม่ได้เกิดขึ้น ละลายจำนวนที่ได้รับหลังจากกรองด้วยไส้กรองเมมเบรนพอลิซัลโฟน 0.45 μ M ( gvs วิทยาศาสตร์ชีวภาพ โรม อิอิ ) ความยาวคลื่นของแสงที่ถูกกำหนดโดยการสแกน ( 190 ) โดยความยาวคลื่น 800 nm 1 เพิ่มขึ้น nm ) ในตัวอย่างจากการเพาะเลี้ยงแบบต่อเนื่องโดยใช้ Spectrophotometer ( HACH บริษัท เลิฟแลนด์ สหรัฐอเมริกา )ตัวอย่างทั้งหมด ยกเว้นที่ระบุเป็นอย่างอื่น ได้ตามวิธีมาตรฐาน ( apha , 2012 ) รวมและละลายฟอสฟอรัสถูกวัดโดยใช้กรดแอสคอร์บิกและกรดเปอร์ซัลเฟตการย่อยอาหาร ( tntplus ™ HACH , บริษัท เลิฟแลนด์ , โคโลราโด ) วัดโดยใช้เครื่องวัด pH แบบตั้งโต๊ะ ( เทอร์โมวิทยาศาสตร์™โอไรออน™ดาว™ ) และที่เกี่ยวข้องด้วย โลหะตัวอย่างถูกย่อยด้วยกรดเกลือเข้มข้น และวัดการใช้อุปนัยคู่พลาสมาแมสสเปกโตรเมทรี ( กซ์ซีรีส์ 2 icpms , เทอร์โมฟิชเชอร์ทางวิทยาศาสตร์ ( เพิ่งมา ) ความหนาแน่นของแสงถูกวัดโดยใช้ Spectrophotometer ( HACH บริษัท เลิฟแลนด์ สหรัฐอเมริกา ) การวิเคราะห์การใช้ใยแก้วกรอง TSS ( GE whatman น้อย , ริดสีดวงทวาร , UK ) ตามวิธีมาตรฐานในช่วงระยะการเจริญเติบโต ตัวอย่างสาหร่ายยังวิเคราะห์ปริมาณฟอสเฟตในการสั่งซื้อและยืนยันกลไกการดูดซึมที่หรูหรา การใช้วิธีการสกัดโพลีฟอสเฟตเคยอธิบายไว้โดย eixler et al . ( 2005 ) ในระยะสั้น , ระดับที่ 3 , 000 รอบต่อนาที จำนวน 15 นาที 50 ml หลอดปั่นเหวี่ยงจนเม็ดสาหร่ายถูกสร้างขึ้น และน่านถูกแทนที่ด้วยคล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำและเม็ดสาหร่ายเป็น resuspended . จำนวน 100 ° C แล้วสังเคราะห์ 20 นาทีจะทำให้สาหร่ายผนังเซลล์ในขณะที่การรักษาฟอสเฟตเม็ดเหมือนเดิม หลังจากตัวอย่างเย็นลง พวกเขาถูกกรองด้วยμ 1.5 M ใยแก้วกรอง ( GE whatman น้อย , ริดสีดวงทวาร , UK ) เพื่อเอาสาหร่ายชีวมวล โดยการใช้ปริมาณสีและฟอสฟอรัสทั้งหมด ความแตกต่างระหว่างทั้งสองความเข้มข้นแทนฟอสเฟตความเข้มข้น
การแปล กรุณารอสักครู่..