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Hydrolysis of particulate organic matter originated from municipal wastewater treated under aerobic and anaerobic conditions
Alvarado Munguía, Alondra Paulette
Karlsruhe (Deutschland)
Selbstverlag
2022, 116 S., Abb., Tab., Lit.
Sprache: Englisch
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[Quelle: https://d-nb.info]
Die Hydrolyse von partikulären organischen Substanzen (POM) aus kommunalem Abwasser gilt als limitierender Faktor in biologischen Systemen. Die Mechanik und die limitierenden Faktoren des Hydrolyseprozesses sind nicht hinreichend bekannt. Ziel dieser Arbeit war es, die Produkte zu charakterisieren, die bei der Hydrolyse von POM aus kommunalem Abwasser unter aeroben und anaeroben Bedingungen entstehen. Die biologische Abbaubarkeit der Hydrolyseprodukte wurde, basierend auf dem nominalen Molekulargewicht (MW) und der UV-Absorption, unter Verwendung der Größenausschlusschromatographie, gekoppelt mit der kontinuierlichen Detektion von gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) und UV Absorption (254 nm) (SEC-OCD UV), bestimmt. Unter aeroben Bedingungen konnte die Bildung und der Abbau von hydrolysierter POM gleichzeitig beobachtet werden. Das Chromatogramm zeigte zudem eine Akkumulation von organischen Produkten mit hohem Molekulargewicht (HMW) (nominelles MW > 20.000 g/mol) innerhalb der ersten drei Tage. Dies deutet darauf hin, dass Bakterien diese Zeit zum Wachstum und zur Entwicklung der notwendigen Enzyme für den Abbau der organischen HMW-Produkte benötigen, die größtenteils nach 13 Tagen abgebaut waren. Der Abbau der organischen Trockensubstanz (VSS) betrug nach 13 Tagen etwa 70 %. Unter anaeroben Bedingungen, hingegen, akkumulierten organische Produkte mit niedrigem Molekulargewicht (nominelles MW: 150 – 1550 g/mol) innerhalb von zwei Tagen bei pH 7 ± 0,2 und innerhalb von vier Tagen bei pH 6 ± 0,2. Es wurde festgestellt, dass pH-Änderungen (d. h. 6 und 7) nicht die Hydrolysegeschwindigkeit beeinflussten, sondern die Art der produzierten flüchtigen Fettsäuren (VFA) und deren Abbaugeschwindigkeit. Der VSS-Abbau betrug nach 24 Tagen etwa 60 %. Die Wachstumsdynamik der Bakterien und die Bildung extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS) wurde unter aeroben und anaeroben Bedingungen mit Hilfe der konfokalen Laserscanning-Mikroskopie visualisiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit haben das grundlegende Verständnis der aeroben und anaeroben Hydrolyse von POM stark verbessert. Mittels der verwendeten Chromatographie-Methode konnten Hydrolyseprodukte erfolgreich charakterisiertund detaillierte Einblicke in den Hydrolyseprozess gewonnen werden.
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