Maximizing the efficiency of single‐stage partial nitrification/Anammox granule processes and balancing microbial competition using insights of a numerical model study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Granulation is an efficient approach for the rapid growth of anaerobic ammonia oxidation (Anammox) bacteria () to limit the growth of nitrite‐oxidizing bacteria (). However, the high sensitivity of Anammox bacteria to operational conditions and the competition with other microorganisms lead to a critical challenge in maintaining sufficient population. In this study, a one‐dimensional steady‐state model was developed and calibrated to investigate the kinetic constants of growth and mass transport in individual granules, including the liquid film. According to the model calibration results, the range of the maximum specific growth rate constant of () was 0.033 to 0.10 d−1. In addition the other kinetic constants of were 0.003 d−1 for decay rate constant (), 0.10 mg‐O2/L for oxygen half‐saturation constant (), 0.07 mg‐N/L for ammonia half‐saturation constant (), and 0.05 mg‐N/L for nitrite half‐saturation constant (). The model simulation results showed that the dissolved oxygen of about 0.10 mg‐O2/L was found to be optimal to maintain high population. In addition, minimal COD concentration is required to control heterotrophs () and improve ammonia oxidation by ammonia‐oxidizing bacteria (). It was also emphasized that moderate mixing conditions ( 100 μm) are preferable to decrease the diffusion of oxygen to the deep layers of the granules, controlling the competition between and . A single‐factor relative sensitivity analysis (RSA) on microbial kinetics revealed that is the governing factor in the efficient operation of the single‐stage PN/A processes. In addition, it was found that nitrite concentration is a rate‐limiting parameter on the success of the process due to the competition between and . These findings can be used to enhance our understanding on the importance of microbial competition and mass transport in the single‐stage PN/A process. Practitioner Points A one‐dimensional steady‐state model was developed and calibrated for simulating the single‐stage partial nitrification/Anammox (PN/A) granule process. Moderate liquid films ( 100 μm) are preferable for better performance of Anammox growth in single‐stage PN/A processes. Moderate dissolved oxygen (DO 0.10 mg‐O2/L) is highly recommended for efficient growth of Anammox bacteria in single‐stage PN/A granulation. Minimal COD (COD 0) is preferable for successful operation of the single‐stage PN/A granule process. Nitrite concentration is a rate‐limiting parameter on the competition between Anammox and nitrite‐oxidizing bacteria in the single‐stage PN/A processes.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».