Η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση στην παραγωγή διαλυμένου οργανικού αζώτου (DON) με βάση SMP κατά τη διάρκεια βιολογικών διεργασιών
Παραδοσιακά, η ενεργός ιλύς ήταν η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη βιολογική διεργασία για την επεξεργασία αστικών λυμάτων. Τα διαλυτά μικροβιακά προϊόντα (SMPs) που σχηματίζονται από μικροοργανισμούς αποτελούν ένα ευρύ φάσμα υπολειμματικής οργανικής ύλης στα συστήματα βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων. Η παρουσία τους σχετίζεται με την απόδοση απομάκρυνσης των συστημάτων επεξεργασίας και την ασφαλή επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων. Μεταξύ μιας ποικιλίας παραμέτρων διεργασίας, η θερμοκρασία δείχνει την πιο σημαντική επίδραση στον σχηματισμό SMP σε συστήματα ενεργοποιημένης λάσπης.
Οι περισσότερες από τις προηγούμενες μελέτες επικεντρώθηκαν στον χαρακτηρισμό του διαλυμένου οργανικού άνθρακα που βασίζεται σε SMP (SDOC) σε διαφορετικές θερμοκρασίες και υπάρχουν λίγες αναφορές για το διαλυμένο οργανικό άζωτο που βασίζεται σε SMP (SDON). Επιπλέον, ορισμένες αζωτούχες οργανικές ουσίες έχουν αναγνωριστεί ως σημαντικά μέρη των SMPs. Επιπλέον, το DON στα λύματα είναι υπεύθυνο για τη ρύπανση της μεμβράνης, οδηγεί σε πολιτισμικό ευτροφισμό και χρησιμεύει ως πρόδρομος σε πολλά υποπροϊόντα απολύμανσης. Αντίστοιχα, η ανάγκη για καλύτερη κατανόηση της επίδρασης της θερμοκρασίας στον χαρακτηρισμό των SMPs σε ένα σύστημα ενεργοποιημένης λάσπης με ιδιαίτερη έμφαση στο SDON έχει γίνει όλο και πιο εμφανής.
Πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Hongqiang Ren από το State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse στο Πανεπιστήμιο Nanjing αξιολόγησε την επίδραση διαφορετικών θερμοκρασιών (8 °C, 15 °C και 25 °C) στον χημικό χαρακτηρισμό του SDON σε σύστημα ενεργού λάσπης. Τόνισε τη σημασία του ελέγχου SDON κατά τη διάρκεια διεργασιών βιολογικής επεξεργασίας σε χαμηλή θερμοκρασία με σκοπό τη μείωση των πιθανών επιπτώσεων των SMPs που προκαλούνται στο υδάτινο περιβάλλον.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συγκέντρωση SDON εκροής κυμαινόταν από 0,91 mg/L έως 1,30 mg/L και οι συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας (8 °C και 15 °C) είχαν ως αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσης SDON στο σύστημα ενεργοποιημένης λάσπης. Πίνακες διέγερσης-εκπομπής φθορισμού σε συνδυασμό με ανάλυση παράλληλων παραγόντων (EEM-PARAFAC) και φασματομετρία μάζας συντονισμού κυκλοτρονίων μετασχηματισμού Fourier (FTICR-MS) χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση των φθοριζόντων συστατικών και των μοριακών χαρακτηριστικών του SDON σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παραγωγή SDON στους 8 °C και 15 °C παρουσίασε πιο ασταθή από αυτή στους 25 °C. Αυτό επιβεβαιώθηκε και από το πείραμα βιοδοκιμασίας φυκιών. Η βιοδιαθεσιμότητα SDON στους 25 °C, 15 °C και 8 °C ήταν 55,3 ± 4,1%, 61,5 ± 6,6% και 65,8 ± 3,0%, αντίστοιχα, υποδεικνύοντας ότι το SDON που παράγεται σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι πιο βιοδιαθέσιμο και πιο ευαίσθητο στην προώθηση ανάπτυξη μικροοργανισμών. Είναι ενδιαφέρον ότι τα αποτελέσματα της ανάλυσης κύριου συστατικού (PCA) έδειξαν ότι ο χημικός χαρακτηρισμός του SDON ήταν διαφορετικός από το SDOC σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η απλή μέτρηση του DOC δεν αρκεί για την κατανόηση της επίδρασης της θερμοκρασίας στην παραγωγή SMP σε συστήματα ενεργοποιημένης ιλύος.
Συνολικά, αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στην επίδραση της θερμοκρασίας στον χαρακτηρισμό των SMPs σε ένα σύστημα ενεργοποιημένης λάσπης με ιδιαίτερη έμφαση στο SDON. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης παρείχαν μια σημαντική θεωρητική βάση για τον έλεγχο SDON κατά τη διάρκεια βιολογικών διεργασιών σε χαμηλή θερμοκρασία και είναι πρακτικής σημασίας η βελτίωση της ποιότητας του νερού των σταθμών επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Η εργασία αυτή τη στιγμή δημοσιεύεται στο ερευνητικό περιοδικό Water Research .
