Enhancing xanthan biosynthesis in aerobic granular sludge for resource recovery: The role of organic loading rate, carbon-to-nitrogen ratio, and feeding strategy
Notice bibliographique
Résumé
Recovering high-value biopolymers from wastewater offers a sustainable strategy for both pollution control and resource generation. This study is the first to examine xanthan biosynthesis and recovery in aerobic granular sludge (AGS) wastewater treatment systems, providing an alternative to conventional carbohydrate-rich fermentation, which is energy-intensive, feedstock-dependent, and costly. Valorizing xanthan from wastewater supports circular economy principles and integrated water–resource management. The effects of organic loading rate (OLR), carbon-to-nitrogen ratio (C/N), and feeding strategy on xanthan yield were assessed in nine experimental runs treating synthetic wastewater. AGS performance remained stable under all conditions, with excellent settling (5-min sludge volume index < 40 mL/g) and high COD removal (95 ± 5%). Ammonia-nitrogen and phosphorus removals averaged 73 ± 23%, and 72 ± 18%, respectively. Maximum xanthan yields occurred at OLR = 2.1 kg COD/m³∙d and C/N = 10 (41 ± 7 mg/g biomass, run 3) and at OLR = 2.1 kg COD/m³∙d and C/N = 20 (35 ± 10 mg/g biomass, run 1). Pearson correlation analysis showed a strong positive relationship between OLR and xanthan yield (r = 0.831, p = 0.006), and a moderate, non-significant negative correlation with C/N (r = –0.512, p = 0.158). Feeding strategy showed minimal influence (r = 0.042, p = 0.915). Fourier transform infrared and proton nuclear magnetic resonance spectroscopies confirmed structural similarity between recovered and commercial xanthan gum. These results demonstrate that AGS can be engineered to recover xanthan while maintaining high treatment performance, advancing sustainable wastewater management, biopolymer production, and circular economy objectives.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».