AOB
would out-compete NOB at the relatively higher temperatures,
due to higher specific growth rate for AOB. In general, the optimal
temperature for expanding the differences of specific growth rates
between AOB and NOB is recommended to be above 25 C [8]. AOB
dominate NOB at low DO concentration, which could result in the
accumulation of nitrite and the occurrence of partial nitrification
and denitrification via nitrite. Different DO concentrations
have been reported for partial nitrification, ranging from 0.3 to
2.5 mg/L [9]. Most of the literature related to nitrite accumulation
using pH as a decisive factor states that pH in the range of 7.5–8.5
is most suited to inhibit the nitrite-oxidizers. Many researches
carried out with different FA concentrations showed that pH influences
the concentration of FA and causes inhibition of the nitrite
oxidizers [7].
A number of studies on biological nitrogen removal from saline
wastewater indicated salt inhibition due to plasmolysis and loss of
activities of the organisms at high salt contents [10–13]. In the past
few years, several studies have confirmed that the NOB was more
sensitive to salt concentration than the AOB [14,15]. This finding
suggests the possibility of using salt stress as a technical approach
to inhibit the NOB activities and realize nitrogen removal via
nitrite from wastewater with high salinity content [16]. Due to
the NOB was more affected than the AOB at high saline condition,
high salinity makes a submerged biofilter system turn to be a partial
nitrification process and the nitrite accumulation rate (NAR)
was increased in the effluent water [17]. It was reported that a
lab-scale rotating biological contactor reactor operated under
oxygen-limited autotrophic nitrification–denitrification (OLAND)
conditions slowly adapted to the salt concentration of 30 g NaCl/
L within 178 days [18].
Sequencing batch reactor (SBR) is a flexible system that has
been used successfully for developing the classical nitrification
and denitrification process. In recent years there have been considerable
advances for ammonium removal through partial nitrification
(PN) in SBR systems [19,20]. In contrast to continuous
systems, SBRs have become quite common for obtaining high
nitrite accumulation due to the flexibility of process control [8].
Moreover, good performances of PN in SBRs have been reported
when treating salt wastewater [21–23].
Although researchers have studied nitrogen removal using PND
process [5,24], a limited number of studies have reported on the
PND process with high salinity [25]. For this reason, the main
objective of this study was to investigate the salt effects on PND
process and nitrogen removal efficiency in a SBR at a constant
operational condition. The ammonium and nitrite oxidation activities
(AOA and NIOA), nitrite and nitrate reduction activities (NIRA
and NARA) of the biomass were investigated before exposure to
salt and after adaptation to different salinities. The measured activities
were in turn to be used to evaluate the SBR performance
under different salt concentrations. The obtained results in this
study could provide further information in the development of
PND process for high salinity wastewater treatments.
2. Materials and methods
2.1. The SBR system and operating conditions
The experiment was carried out in a laboratory scale cylinder
SBR with a working volume of 7.0 L (Fig. 1). The SBR was operated
with three cycles a day. Each cycle (8.0 h) included seven phases:
filling (15 min), first anoxic reaction (0.5 h), aeration (4.0 h),
second anoxic reaction (2.0 h), air stripping (10 min), settling
(1.0 h) and drainage (5 min). Time controllers were used to achieve
the reactor automatic operation. The temperature was maintained
at 30 ± 1 C by using an aquarium heater with the function of temperature
control. Aeration was provided at the base of the reactor
through an air pump and a diffuser, and the air was supplied at a
rate of 0.38 L/min. A submersible mixing pump was set at the
inside wall of the SBR tank and circulated liquid in the reactor to
ensure complete mixing during the anoxic and aeration phases.
3.5 L of influent was fed during the filling phase. 0.25 L of sodium
acetate solution (COD = 2.75 g/L) was added as an external carbon
source for denitrification at the beginning of the second anoxic
phase, achieving a COD/NO2
-N ratio in the range of 4.1–6.2, which
was beneficial to denitrification. Chung and Bae [26] indicated that
the theoretical ratio of COD/NO2
-N must be at least 3.4 to achieve
complete denitritation. At the end of the settling phase, 3.75 L of
supernatant was pumped out of the reactor, resulting in a volumetric
exchanging ratio of 53.6% and a hydraulic residence time of
14.9 h. Biomass, or mixed liquor suspended solids (MLSS) in the
reactor was kept at 2.3–3.0 g TSS/L.
The SBR was seeded with activated sludge from an aeration unit
of a local domestic wastewater treatment plant (WWTP) (Qingdao,
Chi
AOBจะออกมาแข่งขันมมีที่อุณหภูมิค่อนข้างสูงเนื่องจากอัตราการเจริญเติบโตเฉพาะที่สูงสำหรับ AOB ในทั่วไป ที่เหมาะสมอุณหภูมิสำหรับการขยายความแตกต่างของอัตราการเติบโตเฉพาะระหว่าง AOB และมมีแนะนำให้เป็น 25 C [8] AOBครอบงำสิ่งที่ต่ำทำเข้มข้น ซึ่งอาจทำการการสะสมของไนไตรท์และเกิดการอนาม็อกซ์บางส่วนและ denitrification ผ่านไนไตรท์ ความเข้มข้นไม่แตกต่างกันมีการรายงานสำหรับการอนาม็อกซ์บางส่วน ตั้งแต่ 0.3 ถึง2.5 mg/L [9] ของวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของไนไตรท์ใช้ค่า pH เป็นปัจจัยที่สำคัญระบุว่า ค่า pH ในช่วง 7.5-8.5เหมาะสมมากที่สุดในการยับยั้งไนไตรท์-oxidizers โดยเฉพาะดำเนินการ ด้วยความเข้มข้นต่าง ๆ FA พบว่า ค่า pH ที่มีผลต่อความเข้มข้นของไนไตรต์ FA และสาเหตุที่ยับยั้งoxidizers [7]จำนวนของการศึกษาการกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพจากน้ำเกลือน้ำเสียแสดงยับยั้งเกลือ plasmolysis และสูญเสียกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตที่หาเกลือสูง [10-13] ในอดีตที่ผ่านมาไม่กี่ปี หลายการศึกษาได้ยืนยันว่า สิ่งที่ได้มากขึ้นไวต่อเกลือความเข้มข้นกว่า AOB [14,15] ค้นหานี้แนะนำใช้ความเครียดเกลือเป็นเทคนิควิธีการยับยั้งมมีกิจกรรม และตระหนักถึงไนโตรเจนผ่านไนไตรท์จากน้ำเสียมีความเค็มสูงเนื้อหา [16] จากการสิ่งได้รับผลกระทบกว่า AOB ที่สูงน้ำเกลือ เพิ่มเติมความเค็มสูงทำให้ระบบกรองชีวภาพแบบจุ่มใต้น้ำเปิดมาเป็นบางส่วนกระบวนการอนาม็อกซ์และอัตราสะสมไนไตรท์ (หน้า)ขึ้นในน้ำ [17] เป็นรายงานที่มีหมุนเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพคอนแทคระดับห้องปฏิบัติดำเนินการภายใต้ออกซิเจนจำกัด autotrophic การอนาม็อกซ์ – denitrification (OLAND)เงื่อนไขที่ค่อย ๆ ปรับความเข้มข้นเกลือ NaCl 30 กรัม /L ภายใน 178 วัน [18]เครื่องปฏิกรณ์ชุดการจัดลำดับ (SBR) คือ ระบบที่มีใช้สำหรับการพัฒนาการอนาม็อกซ์คลาสสิกเรียบร้อยแล้วและกระบวนการ denitrification ในปีที่ผ่านมา มีมากความก้าวหน้าสำหรับการกำจัดแอมโมเนียผ่านการอนาม็อกซ์บางส่วน(PN) ในระบบ SBR [19,20] ในทางตรงข้ามอย่างต่อเนื่องระบบ SBRs ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับการรับสูงสะสมของไนไตรท์เนื่องจากความยืดหยุ่นของการควบคุมกระบวนการ [8]นอกจากนี้ รายงานแสดงดีของ PN ใน SBRsรักษาน้ำเสียเกลือ [21-23]แม้ว่านักวิจัยได้ศึกษาไนโตรเจนใช้ภงดดำเนินการ [5,24], จำนวนที่จำกัดของการศึกษาได้รายงานการกระบวนการภงด.ที่ มีความเค็มสูง [25] ด้วยเหตุนี้ หลักวัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เป็นการ ตรวจสอบผลเกลือในภงดกระบวนการและไนโตรเจนประสิทธิภาพกำจัดใน SBR ที่คงที่สภาพการดำเนินงาน กิจกรรมการออกซิเดชันของแอมโมเนียและไนไตรท์(AOA และ NIOA), ไนไตรท์และไนเตรทลดกิจกรรม (นิราและนารา) ของชีวมวลถูกตรวจสอบก่อนที่จะสัมผัสกับเกลือ และหลัง จากการปรับตัวแตกต่างกัน salinities กิจกรรมวัดจะถูกใช้เพื่อประเมินประสิทธิภาพ SBRภายใต้ความเข้มข้นเกลือที่แตกต่างกัน ได้รับผลในที่นี้การศึกษาสามารถให้ข้อมูลในการพัฒนาเพิ่มเติมกระบวนการภงด.สำหรับบำบัดน้ำเสียความเค็มสูง2. วัสดุและวิธีการ2.1. ระบบ SBR และเงื่อนไขการใช้งานการทดลองดำเนินการในห้องปฏิบัติการขนาดทรงกระบอกSBR มีปริมาณงานของ L 7.0 (1 รูป) SBR ถูกดำเนินการมีรอบสามวัน แต่ละรอบ (8.0 h) รวม 7 ขั้นตอน:ไส้ (15 นาที), แรก anoxic ปฏิกิริยา (0.5 ชม.), เติมอากาศ (4.0 h),สองปฏิกิริยา anoxic (2.0 ชม.) เครื่องปอก (10 นาที) ชำระ(1.0 h) ฝ้า (5 นาที) ตัวควบคุมเวลาที่ใช้เพื่อให้บรรลุการดำเนินการเครื่องปฏิกรณ์โดยอัตโนมัติ เป็นรักษาอุณหภูมิที่ 30 ± 1 C โดยใช้เครื่องทำความร้อนเรียมด้วยฟังก์ชั่นของอุณหภูมิการควบคุม ให้อากาศที่ฐานเครื่องปฏิกรณ์ผ่านอากาศ ปั๊ม และการกระจายแสง และอากาศถูกป้อนในการอัตรา 0.38 ลิตร/นาที แบบจุ่มผสมปั๊มถูกตั้งค่าในการภายในผนังของถัง SBR และส่งของเหลวในระบบการให้ผสมสมบูรณ์ในระหว่างขั้นตอนการ anoxic และเติมอากาศL 3.5 ของ influent ถูกเลี้ยงในขั้นตอนการกรอก 0.25 L ของโซเดียมโซลูชันอะซิเตท (COD = 2.75 g/L) ถูกเพิ่มเป็นคาร์บอนภายนอกแหล่งสำหรับการ denitrification ในตอนต้นของ anoxic สองเฟส บรรลุ COD/NO2-N ในช่วง 4.1-6.2 ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการ denitrification Chung และแบ้ [26] ระบุว่าอัตราส่วนทางทฤษฎีของ COD/NO2-N ต้องเป็น 3.4 น้อยให้denitritation สมบูรณ์ เมื่อสิ้นสุดขั้นตอนการจ่าย 3.75 Lsupernatant ถูกสูบออกจากเครื่องปฏิกรณ์ เกิดเป็นปริมาตรอัตราแลกเปลี่ยนของ 53.6% และเวลาแบบไฮโดรลิคเรสซิเดนซ์h. 14.9 ชีวมวล หรือผสมเหล้าหยุดแข็ง (MLSS) ในการเครื่องปฏิกรณ์ถูกเก็บไว้ที่ 2.3-3.0 g TSS/ลิตรSBR ถูกเตรียม ด้วยตะกอนงานจากหน่วยเติมอากาศของโรงงานบำบัดน้ำเสียท้องถิ่น (wwtp ของชุมชน) (ชิงเต่าโฮจิมินห์
การแปล กรุณารอสักครู่..
