面向节能节地二级污水处理的新硫生物转化工艺开发
其他定量生物学
2023-05-24 v1
摘要
从废水中回收有机物以最大化能量回收已被广泛应用；然而，这限制了二级处理工艺在受纳地表水体达标排放方面的适用性。为将这一瓶颈转化为机遇，本研究开发了氧诱导硫代硫酸盐生成耦合硫酸盐还原（EARTO）工艺，为污水处理提供高效电子供体。以化学需氧量110 mg/L、硫酸盐50 mg S/L及不同溶解氧（DO）配制典型预处理废水，并通入移动床生物膜反应器（MBBR）。MBBR以40 min的短水力停留时间连续运行349天。当进水DO为2.7-3.6 mg/L时，硫代硫酸盐生成速率达0.12-0.18 g S/(m2·d)，生成的硫代硫酸盐-S/总溶解硫-S比值高达38-73%。污泥产率为0.23-0.29 gVSS/gCOD，远低于常规活性污泥工艺。随后通过批次试验与代谢分析确认氧对硫代硫酸盐生成的影响，表征硫酸盐与微生物活性的作用，并探究ERATO中氧诱导硫代硫酸盐生成机制。结果表明：供氧使生成的硫代硫酸盐-S/生成的TdS-S比值由4%提升至24-26%；硫酸盐与微生物活性对硫代硫酸盐生成至关重要；氧通过两条途径诱导硫代硫酸盐生成：1）直接硫化物氧化；2）间接硫化物氧化，硫化物先被氧化为S0（主导）再与氧调控生物硫酸盐还原产生的亚硫酸盐反应。所提出的紧凑型ERATO工艺具有高产硫代硫酸盐与低污泥产率特征，可支撑节能节地的二级污水处理。
引用
@article{arxiv.2305.13343,
title = {A new sulfur bioconversion process development for energy- and space-efficient secondary wastewater treatment},
author = {Chu-Kuan Jiang and Yang-Fan Deng and Hongxiao Guo and Guang-Hao Chen and Di Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13343},
year = {2023}
}
备注
Written by Chu-Kuan Jiang; edited by Yang-Fan Deng, Hongxiao Guo, Guang-Hao Chen, Di Wu; Corresponding authors: Guang-Hao Chen, Di Wu; Last author (team leader): Guang-Hao Chen