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硝酸塩ではなく亜硝酸塩へのアンモニアの酸化は、廃水処理のための硝化プロセスに不可欠です。制御された超音波治療を使用して、アンモニア酸化細菌（AOB）の活性を高め、亜硝酸酸化細菌（NOB）の活性を抑制することにより、有望なアプローチを提案しました。バッチアクティビティアッセイは、超音波が適用されたとき、AOBアクティビティがピークレベルに達し、その後減少したが、超音波の出力強度が増加するにつれてNOB活性が連続的に劣化することを示した。AOBおよびNOB活性に対する運用因子（パワー、スラッジ濃度、および曝気）の効果を調査するために、相対微生物活性と超音波エネルギー密度の運動分析を実施し、テストパラメーターを原子炉試験用に選択しました。さらに、実験室でのシーケンシャルバッチリアクター（SBR）を使用して、1日8時間の運用サイクルと合成廃棄物尿を流入物としてテストするために使用されました。0.09 kJ/mg VSSの特定の超音波エネルギー密度と200 mg NH3-N/Lを超える継続的に給餌された流入体で、高いAOB生殖活性が達成され、アンモニアNが亜硝酸塩へのほぼ完全な変換が維持されました。微生物構造分析により、治療によりAOB、NOB、およびヘテロトロフィスのコミュニティが変化したことが確認されました。既知のAOBニトロソモナス属はバイオマスで同様のレベルで残っていましたが、典型的なNOBニトロスピラ属は、超音波治療下および治療が30日間オフになった後、SBRで消失しました。
硝酸塩ではなく亜硝酸塩へのアンモニアの酸化は、廃水処理のための硝化プロセスに不可欠です。制御された超音波治療を使用して、アンモニア酸化細菌（AOB）の活性を高め、亜硝酸酸化細菌（NOB）の活性を抑制することにより、有望なアプローチを提案しました。バッチアクティビティアッセイは、超音波が適用されたとき、AOBアクティビティがピークレベルに達し、その後減少したが、超音波の出力強度が増加するにつれてNOB活性が連続的に劣化することを示した。AOBおよびNOB活性に対する運用因子（パワー、スラッジ濃度、および曝気）の効果を調査するために、相対微生物活性と超音波エネルギー密度の運動分析を実施し、テストパラメーターを原子炉試験用に選択しました。さらに、実験室でのシーケンシャルバッチリアクター（SBR）を使用して、1日8時間の運用サイクルと合成廃棄物尿を流入物としてテストするために使用されました。0.09 kJ/mg VSSの特定の超音波エネルギー密度と200 mg NH3-N/Lを超える継続的に給餌された流入体で、高いAOB生殖活性が達成され、アンモニアNが亜硝酸塩へのほぼ完全な変換が維持されました。微生物構造分析により、治療によりAOB、NOB、およびヘテロトロフィスのコミュニティが変化したことが確認されました。既知のAOBニトロソモナス属はバイオマスで同様のレベルで残っていましたが、典型的なNOBニトロスピラ属は、超音波治療下および治療が30日間オフになった後、SBRで消失しました。
Oxidation of ammonia to nitrite rather than nitrate is critical for nitritation process for wastewater treatment. We proposed a promising approach by using controlled ultrasonic treatment to enhance the activity of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and suppress that of nitrite-oxidizing bacteria (NOB). Batch activity assays indicated that when ultrasound was applied, AOB activity reached a peak level and then declined but NOB activity deteriorated continuously as the power intensity of ultrasound increased. Kinetic analysis of relative microbial activity versus ultrasonic energy density was performed to investigate the effect of operational factors (power, sludge concentration, and aeration) on AOB and NOB activities and the test parameters were selected for reactor tests. Laboratory sequential batch reactor (SBR) was further used to test the ultrasonic stimulus with 8 h per day operational cycle and synthetic waste urine as influent. With specific ultrasonic energy density of 0.09 kJ/mg VSS and continuously fed influent containing above 200 mg NH3-N/L, high AOB reproductive activity was achieved and nearly complete conversion of ammonia-N to nitrite was maintained. Microbial structure analysis confirmed that the treatment changed community of AOB, NOB, and heterotrophs. Known AOB Nitrosomonas genus remained at similar level in the biomass while typical NOB Nitrospira genus disappeared in the SBR under ultrasonic treatment and after the treatment was off for 30 days.
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