Increasing phosphorus recovery from dewatering centrate in microbial electrolysis cells
Notice bibliographique
Résumé
Microbial electrolysis cells (MECs) use bioelectrochemical reactions to remove organic contaminants at the bioanode and produce hydrogen gas at the cathode. High local pH conditions near the cathode can also be utilized to produce struvite from nutrient-rich wastewater. This beneficial aspect was investigated using lab-scale MECs fed with dewatering centrate collected at a local wastewater treatment plant. The main objective was to improve phosphorus recovery by examining various cathode configurations and electric current conditions. The stainless steel mesh (SSM) cathode was relatively inefficient to achieve complete phosphorus recovery because struvite crystals were smaller (a few to tens of micrometers) than the open space between mesh wires (80 µm). As a result, the use of multiple pieces of SSM also showed a limited improvement in the phosphorus recovery up to only 68% with 5 SSM pieces. Readily available organic substrates were not sufficient in the dewatering centrate, resulting in relatively low electric current density (mostly below 0.2 A/m 2 ). The slow electrode reaction did not provide sufficiently high pH conditions near the cathode for complete recovery of phosphorus as struvite. Based on these findings, additional experiments were conducted using stainless steel foil (SSF) as the cathode and acetate (12 mM) as an additional organic substrate for exoelectrogens at the bioanode. With the high electric current (>2 A/m 2 ), a thick layer of struvite crystals was formed on the SSF cathode. The phosphorus recovery increased to 96% with the increasing MEC operation time from 1 to 7 days. With the high phosphorus recovery, estimated energy requirement was relatively low at 13.8 kWh (with acetate) and 0.30 kWh (without acetate) to produce 1 kg struvite from dewatering centrate. For efficient phosphorus recovery from real wastewater, a foil-type cathode is recommended to avoid potential losses of small struvite crystals. Also, presence of readily available organic substrates is important to maintain high electric current and establish high local pH conditions near the cathode. Struvite precipitation was relatively slow, requiring 7 days for nearly complete removal (92%) and recovery (96%). Future studies need to focus on shortening the time requirement.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».