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Science of The Total Environment:强化的机理和性能优化:使用硝酸盐剂量策略控制下水道中的甲烷和硫化物

发表时间:2024-01-11 09:09

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文章信息

**作者:陈嫣

通讯作者:刘艳臣

通讯单位:清华大学

期刊:Science of The Total Environment

DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.167580

摘要

近80年来,硝酸盐一直被用作是控制下水道系统中有问题气体的化学品。然而,很少有研究探索使用不同策略同时控制下水道的生物膜和沉积物。本研究介绍了一种硝酸盐剂量控制方法,包括初始高冲击,然后是低水平剂量,在实验室规模的下水道反应器中以两种不同的频率进行测试<110天。长期研究表明,当应用相同的每小时剂量30 mg N/L时,更频繁的间隔20分钟给药略优于间隔1小时给药方法(硫化物对照:98.3%±1.7% vs 97.9%±1.5%;甲烷控制:89.8±4.5% vs 83.4±6.7%)。16s rRNA基因扩增子测序揭示了生物膜剥离和沉积物分层,这可归因于硝酸盐剂量对生物膜和沉积微生物相互作用的不同影响。优势菌如Thauera和Thiobacillus与甲烷氧化剂一起进行自养反硝化和硝酸盐还原硫化物氧化。这些微生物共同控制沉积物中的硫化物和甲烷排放。结果表明,硝酸盐保持了水道系统中微生物代谢的多样性和多功能性。


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摘要图


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(A) R1(对照)、R2(每小时1次投加)和R3(每小时3次投加)中进水的长期硫化物浓度(mg S/L); (B) R2和R3中硫化物控制效率(%)。


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在第82天,在R1(对照组)、R2(每小时1次投加)和R3(每小时3次投加)中,薄膜(DGT)扩散梯度法测定的硫化物二维剖面通量(g S m−2 d−1) 。


Yan Chen, Yaxin Xing, Zhiqiang Zuo, Guangming Jiang, Hongping Min, Dingding Tang, Peng Liang, Xia Huang, Yanchen Liu, Enhanced mechanistic insights and performance optimization: Controlling methane and sulfide in sewers using nitrate dosing strategies, Science of The Total Environment, Volume 907, 2024, 167580, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167580.


文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723062071


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