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Metal oxyanion removal from wastewater using manganese-oxidizing aerobic granular sludge.
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2019-07-11 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.124353 Zhanfei He 1 , Zhen Wei 1 , Qingying Zhang 1 , Jinte Zou 1 , Xiangliang Pan 2
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2019-07-11 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.124353 Zhanfei He 1 , Zhen Wei 1 , Qingying Zhang 1 , Jinte Zou 1 , Xiangliang Pan 2
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As, Sb, and Cr are redox-sensitive and toxic heavy metal(loid)s, and redox reactions are usually involved in the treatment of substrates containing these elements. In this study, manganese-oxidizing aerobic granular sludge (Mn-AGS) was obtained by continuously adding Mn(II) to the sludge in a sequencing batch reactor (SBR). Morphological observations, and analyses of extracellular polymeric substances (EPS), Mn valence-states, and microbial communities were performed on the resulting sludge. After 50 days of cultivation, biogenic Mn(III,IV) oxides (bio-MnOx) accumulated up to approximately 25 mg Mn/g suspended solids (SS). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that the percentage of Mn(III,IV) was 87.6%. The protein (PN) component in EPS increased from 80.3 to 87.8 mg/g volatile suspended solids (VSS) during cultivation, which might be favorable for sludge granulation and heavy metal(loid) removal. Batch experiments showed that Mn-AGS was better at oxidizing As(III)/Sb(III) into less toxic As(V)/Sb(V) than traditional AGS. Remarkably, the results indicated that Mn-AGS did not oxidize Cr(III) but was able to reduce Cr(VI) into relatively harmless Cr(III). This work provided a new promising method with which to treat As(III), Sb(III), and Cr(VI) in wastewaters.
中文翻译：
使用锰氧化的好氧颗粒污泥从废水中去除金属氧阴离子。
As，Sb和Cr是对氧化还原敏感且有毒的重金属（胶体），氧化还原反应通常涉及含有这些元素的底物的处理。在这项研究中，通过在定序分批反应器（SBR）中向污泥中连续添加Mn（II），获得了氧化锰的好氧颗粒污泥（Mn-AGS）。对产生的污泥进行形态学观察和细胞外聚合物（EPS），Mn价态和微生物群落的分析。培养50天后，生物型Mn（III，IV）氧化物（bio-MnOx）累积积累的最大量约为25 mg Mn / g悬浮固体（SS）。X射线光电子能谱（XPS）显示Mn（III，IV）的百分比为87.6％。在培养过程中，EPS中的蛋白质（PN）成分从80.3 mg / g增至87.8 mg / g挥发性悬浮固体（VSS），这可能有利于污泥的颗粒化和重金属的去除。批处理实验表明，与传统的AGS相比，Mn-AGS能够更好地将As（III）/ Sb（III）氧化为毒性较小的As（V）/ Sb（V）。值得注意的是，结果表明，Mn-AGS不会氧化Cr（III），但能够将Cr（VI）还原为相对无害的Cr（III）。这项工作提供了一种新的有前途的方法来处理废水中的As（III），Sb（III）和Cr（VI）。
更新日期：2019-07-11
中文翻译：
使用锰氧化的好氧颗粒污泥从废水中去除金属氧阴离子。
As，Sb和Cr是对氧化还原敏感且有毒的重金属（胶体），氧化还原反应通常涉及含有这些元素的底物的处理。在这项研究中，通过在定序分批反应器（SBR）中向污泥中连续添加Mn（II），获得了氧化锰的好氧颗粒污泥（Mn-AGS）。对产生的污泥进行形态学观察和细胞外聚合物（EPS），Mn价态和微生物群落的分析。培养50天后，生物型Mn（III，IV）氧化物（bio-MnOx）累积积累的最大量约为25 mg Mn / g悬浮固体（SS）。X射线光电子能谱（XPS）显示Mn（III，IV）的百分比为87.6％。在培养过程中，EPS中的蛋白质（PN）成分从80.3 mg / g增至87.8 mg / g挥发性悬浮固体（VSS），这可能有利于污泥的颗粒化和重金属的去除。批处理实验表明，与传统的AGS相比，Mn-AGS能够更好地将As（III）/ Sb（III）氧化为毒性较小的As（V）/ Sb（V）。值得注意的是，结果表明，Mn-AGS不会氧化Cr（III），但能够将Cr（VI）还原为相对无害的Cr（III）。这项工作提供了一种新的有前途的方法来处理废水中的As（III），Sb（III）和Cr（VI）。
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