the PHA levels. In contrast, B0 inc

the PHA levels. In contrast, B0 increased (p< 0.05) with increasing PHA levels, from 192 to 274 L CH4/kg VS
(increased by 43%) when the PHA levels increased from 21 to 143 mg/g VS. This suggests that PHA-based method
could enhance biochemical methane potential of WAS. Correspondingly, the calculated Y increased (p< 0.05)
from 0.42 to 0.59 while the PHA levels increased from 21 to 143 mg/g VS, revealing that WAS degradation was
improved by 43%. tlag (7± 1 d) was similar (p> 0.05) in all PHA levels, indicating that PHA levels applied would
not affect lag time.
95% confidence regions of k1 and k2, k1 and B0, and k2 and B0, were determined to assess their identifiability.
The linear confidence intervals (error bars) exceeded the non-linear regions (ellipses) due to the fact that the
former was the estimates via four-parameter prediction while the latter was predicted via two-parameter prediction by fixing the other two parameters. The higher degree of freedom and increased localized error function in
four-parameter estimation might lead to the over-estimation of the linear confidence intervals19. Nevertheless,
the overall 95% confidence regions for the three pairs shown in Fig. 2 are small, with mean values lying at the
center. This indicates that the parameters are well identifiable and the estimated values are reliable. Figure 2 shows
that the 95% confidence regions of k1 and k2 almost fully overlapped in the studied PHA levels, suggesting that
PHA levels would not significantly affect hydrolysis rate. In contrast, the 95% confidence regions of k1 and B0, and
k
2 and B0, moved rightward to the higher B0 direction with the increasing PHA levels, revealing that the higher
biochemical methane potential can be achieved at the higher PHA levels.
Discussion
PHA-based method enhances biochemical methane potential instead of hydrolysis rate. There
are two key parameters related to anaerobic methane production, biochemical methane potential (B0) and first
order hydrolysis rate (k), which represent the extent and speed of anaerobic methane production, respectively.
This study showed that the PHA-based method enhances anaerobic methane production through improving B0
instead of k. Indeed, a linear relationship between PHA levels and B0 was observed (see Fig. 3). This is for the
first time that the mechanisms for the PHA improved methane production were revealed. Although Huda et al.18
demonstrated that the PHA-based method could enhance anaerobic methane production, their study was not
systematic and only one PHA level was used. Also, the underlying mechanisms were not revealed in their study.
However, it should be highlighted that microbiological analyses will be required in the future to further reveal
the mechanisms.
In general, the waste activated sludge (WAS) mainly consisted of protein and carbohydrate. During anaerobic
digestion, 1 g of protein (C4H6.1O1.2N, equivalent to 1.53 g of COD) and carbohydrate (C6H10O5, equivalent to
1.18 g of COD) can theoretically produce methane at 0.59 and 0.45 L CH4, respectively20. In contrast, 1 g of PHA
(C4H6O2, equivalent to 1.67 g of COD) can theoretically generate more CH4 (0.65 L CH4/g PHA) in comparison
with protein and carbohydrate21. Therefore, if WAS contains more PHA, higher biochemical methane potential
would be achieved. This might account for the PHA improved biochemical methane potential of WAS.
The unchanged k revealed in this work indicates that the performance improvement would be impossible or
very limited in hydraulically limited anaerobic digesters. However, for anaerobic digesters with a long hydraulic
retention time (HRT), the increased B0 would drive the enhancement of methane production in the anaerobic
digesters.
It has been widely reported that PHA can be accumulated in the main-stream wastewater treatment process by ordinary heterotrophic organisms, polyphosphate-accumulating organisms and glycogen-accumulating
organisms12–17. The PHA-rich organisms/sludge would then be subject to anaerobic digestion. However, PHA
degradation is not taken into account in the current Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1)22. This might lead
to an underestimation of methane generation especially for the anaerobic digester receiving PHA-rich sludge.
Therefore, the current ADM1 should be modified to include PHA degradation in the future.
Potential economic benefit of PHA-based method to enhance anaerobic methane production.
The results of laboratory BMP tests have been shown to be more conservative or comparable to those of full-scale
trials23. Consequently, the experimental results attained in this work via the lab-scale BMP tests could be used
conservatively for predicting the economic potential of the proposed PHA-based method. This was conducted
via a desktop scaling-up study in a WWTP with a population equivalent (PE) of 400,000 and with an anaerobic
digester at an HRT of 20 d. Figure 1 shows that WAS with PHA at 143 mg/g VS obtained the largest methane
production at a

Kết quả (Việt) 1:

the PHA levels. In contrast, B0 increased (p< 0.05) with increasing PHA levels, from 192 to 274 L CH4/kg VS(increased by 43%) when the PHA levels increased from 21 to 143 mg/g VS. This suggests that PHA-based methodcould enhance biochemical methane potential of WAS. Correspondingly, the calculated Y increased (p< 0.05)from 0.42 to 0.59 while the PHA levels increased from 21 to 143 mg/g VS, revealing that WAS degradation wasimproved by 43%. tlag (7± 1 d) was similar (p> 0.05) in all PHA levels, indicating that PHA levels applied wouldnot affect lag time.95% confidence regions of k1 and k2, k1 and B0, and k2 and B0, were determined to assess their identifiability.The linear confidence intervals (error bars) exceeded the non-linear regions (ellipses) due to the fact that theformer was the estimates via four-parameter prediction while the latter was predicted via two-parameter prediction by fixing the other two parameters. The higher degree of freedom and increased localized error function infour-parameter estimation might lead to the over-estimation of the linear confidence intervals19. Nevertheless,the overall 95% confidence regions for the three pairs shown in Fig. 2 are small, with mean values lying at thecenter. This indicates that the parameters are well identifiable and the estimated values are reliable. Figure 2 showsthat the 95% confidence regions of k1 and k2 almost fully overlapped in the studied PHA levels, suggesting thatMức độ PHA sẽ không đáng kể ảnh hưởng đến tỷ lệ thủy phân. Ngược lại, các vùng tin cậy 95% của k1 và B0, vàk2 và B0, chuyển về để cao hơn B0 hướng với các mức PHA ngày càng tăng, tiết lộ rằng cao hơnhóa sinh metan tiềm năng có thể đạt được ở mức PHA cao.Thảo luậnPHA dựa trên phương pháp tăng cường hóa sinh metan tiềm năng thay vì tỷ lệ thủy phân. Cócó hai tham số quan trọng liên quan đến sản xuất kỵ khí mêtan, hóa sinh metan tiềm năng (B0) và đầu tiênđể tỷ lệ thủy phân (k), mà đại diện cho mức độ và tốc độ sản xuất kỵ khí mêtan, tương ứng.Nghiên cứu này cho thấy rằng các phương pháp PHA tăng cường kỵ khí mêtan sản xuất thông qua việc cải thiện B0thay vì k. Thực sự, một mối quan hệ tuyến tính giữa các PHA cấp và B0 được quan sát thấy (xem hình 3). Điều này là dành cho cáclần đầu tiên mà các cơ chế để sản xuất methane PHA cải tiến đã được tiết lộ. Mặc dù Huda et al.18chứng minh rằng các phương pháp PHA có thể tăng cường sản xuất kỵ khí mêtan, nghiên cứu của họ đã khôngcó hệ thống duy nhất một PHA cấp và đã được sử dụng. Ngoài ra, các cơ chế cơ bản đã không được tiết lộ trong nghiên cứu của họ.Tuy nhiên, nó nên được đánh dấu mà phân tích vi sinh sẽ được yêu cầu trong tương lai xa lộCác cơ chế.Nói chung, kích hoạt bùn thải (là) chủ yếu bao gồm protein và carbohydrate. Trong thời gian kỵ khítiêu hóa, 1 g protein (C4H6.1O1.2N, tương đương với 1.53 g COD) và carbohydrate (C6H10O5, tương đương với1,18 g COD) về lý thuyết có thể sản xuất metan 0,59 và 0,45 L CH4, respectively20. Ngược lại, 1 g PHA(C4H6O2, tương đương với 1,67 g COD) về lý thuyết có thể tạo ra thêm CH4 (0,65 L CH4/g PHA) trong so sánhvới protein và carbohydrate21. Vì vậy, nếu ws có PHA thêm, cao metan hóa tiềm năngsẽ có thể đạt được. Điều này có thể tài khoản cho tiềm năng hóa sinh metan PHA cải tiến của ws.K không thay đổi tiết lộ trong tác phẩm này cho thấy sẽ được cải thiện hiệu suất không thể hoặcrất hạn chế trong giới hạn hydraulically kỵ khí digesters. Tuy nhiên, cho kỵ khí digesters với long thủy lựcthời gian lưu giữ (HRT), tăng B0 sẽ lái xe tăng cường sản xuất metan ở các kỵ khídigesters.Nó đã được rộng rãi báo cáo rằng PHA có thể được tích lũy trong quá trình điều trị chính dòng nước thải của sinh vật dị thường, polyphosphate tích lũy các sinh vật và tích lũy glycogenorganisms12-17. PHA giàu sinh vật/bùn sau đó sẽ có thể tiêu hóa kỵ khí. Tuy nhiên, PHAsự suy thoái không được đưa vào tài khoản trong hiện tại kỵ khí tiêu hóa mô hình số 1 (ADM1) 22. Điều này có thể dẫnđể một underestimation mêtan thế hệ đặc biệt là cho các kỵ khí digester nhận được phong phú PHA bùn.Do đó, ADM1 hiện nay cần được sửa đổi để bao gồm các PHA suy thoái trong tương lai.Tiềm năng lợi ích kinh tế của PHA dựa trên phương pháp để tăng cường sản xuất kỵ khí mêtan.Kết quả xét nghiệm BMP đã được chứng minh là bảo thủ hay so sánh với những người trong quy mô đầy đủ hơntrials23. Do đó, các kết quả thử nghiệm đạt được trong công việc này thông qua các cuộc thử nghiệm BMP quy mô phòng thí nghiệm có thể được sử dụngconservatively để dự đoán các tiềm năng kinh tế của các phương pháp PHA dựa trên đề xuất. Điều này được thực hiệnthông qua một nghiên cứu mở rộng quy mô-up máy tính để bàn trong chỉnh với một dân số tương đương (PE) của 400.000 và một kỵ khídigester tại một HRT 20 mất hình 1 cho thấy đã có PHA 143 mg/g VS thu được lớn mêtansản xuất tại một

Kết quả (Việt) 2:

mức PHA. Ngược lại, B0 tăng (p <0,05) với mức tăng PHA, 192-274 L CH4 / kg VS
(tăng 43%) khi mức PHA tăng 21-143 mg / g VS. Điều này cho thấy rằng phương pháp PHA dựa trên
có thể tăng cường tiềm năng metan sinh hóa của WS. Tương ứng, các tính toán Y tăng (p <0,05)
0,42-0,59 trong khi mức PHA tăng 21-143 mg / g VS, tiết lộ rằng WS suy thoái đã được
cải thiện 43%. tlag (7 ± 1 d) là tương tự (p> 0,05) ở tất cả các cấp PHA, chỉ ra rằng mức PHA áp dụng sẽ
không ảnh hưởng đến thời gian trễ.
khu vực 95% độ tin cậy của k1 và k2, k1 và B0, và k2 và B0, đã được xác định để đánh giá identifiability của họ.
các khoảng tin cậy tuyến tính (thanh lỗi) vượt quá vùng phi tuyến tính (bầu dục) do thực tế rằng
trước đây đã dự toán thông qua dự đoán bốn tham số trong khi sau này được dự đoán qua dự đoán hai tham số bằng cách sửa chữa các hai thông số khác. Mức độ cao của tự do và tăng cục bộ chức năng lỗi trong
dự toán bốn tham số có thể dẫn đến sự quá dự toán của intervals19 tự tin tuyến tính. Tuy nhiên,
95% các khu vực tự tin tổng thể cho ba cặp hình. 2 là nhỏ với giá trị trung bình nằm ở
trung tâm. Điều này cho thấy các thông số là cũng xác định được và các giá trị ước tính đáng tin cậy. Hình 2 cho thấy
rằng những vùng tin cậy 95% của k1 và k2 chồng chéo gần như hoàn toàn ở các cấp độ PHA nghiên cứu, cho thấy
mức độ PHA sẽ không ảnh hưởng đáng kể tỷ lệ thủy phân. Ngược lại, khu vực 95% độ tin cậy của k1 và B0, và
k
2 và B0, di chuyển sang phải để hướng B0 cao hơn với mức PHA tăng, tiết lộ rằng các cao
tiềm năng metan sinh hóa có thể đạt được ở cấp PHA cao hơn.
Thảo luận
PHA phương pháp dựa trên tăng cường khả năng sinh hóa mêtan thay vì tỷ lệ thủy phân. Có
hai thông số quan trọng liên quan đến sản xuất kỵ khí methane, tiềm năng metan sinh hóa (B0) và lần đầu tiên
tỷ lệ thủy phân thứ tự (k), đại diện cho mức độ và tốc độ sản xuất methane kỵ khí, tương ứng.
Nghiên cứu này cho thấy rằng phương pháp PHA dựa trên tăng cường kỵ khí sản xuất khí mêtan thông qua cải thiện B0
thay vì k. Thật vậy, một mối quan hệ tuyến tính giữa các cấp PHA và B0 được quan sát (xem hình. 3). Điều này là vì
lần đầu tiên các cơ chế để sản xuất cải thiện methane PHA đã được tiết lộ. Mặc dù Huda et al.18
chứng minh rằng phương pháp PHA dựa trên có thể tăng cường sản xuất khí methane kỵ khí, nghiên cứu của họ là không
có hệ thống và chỉ có một mức PHA đã được sử dụng. Ngoài ra, các cơ chế cơ bản không được tiết lộ trong nghiên cứu của họ.
Tuy nhiên, cần phải nhấn mạnh rằng các phân tích vi sinh sẽ được yêu cầu trong tương lai để lộ thêm
các cơ chế.
Nói chung, bùn hoạt tính thải (WS) chủ yếu bao gồm protein và carbohydrate. Trong kỵ khí
tiêu hóa, 1 g chất đạm (C4H6.1O1.2N, tương đương với 1,53 g COD) và carbohydrate (C6H10O5, tương đương với
1,18 g COD) về mặt lý thuyết có thể tạo ra khí mêtan ở 0,59 và 0,45 L CH4, respectively20. Ngược lại, 1 g PHA
(C4H6O2, tương đương với 1,67 g COD) về mặt lý thuyết có thể tạo ra nhiều CH4 (0,65 L CH4 / g PHA) so
với protein và carbohydrate21. Do đó, nếu WS chứa PHA hơn, tiềm năng metan sinh hóa cao hơn
sẽ đạt được. Điều này có thể giải thích cho sự PHA cải thiện tiềm năng metan sinh hóa của WS.
K thay đổi tiết lộ những việc này cho thấy sự cải thiện hiệu suất sẽ không thể hoặc
rất hạn chế trong phân hủy kỵ khí thủy lực hạn chế. Tuy nhiên, để phân hủy kỵ khí với một thủy lực dài
thời gian lưu (HRT), các B0 tăng sẽ đẩy việc tăng cường sản xuất khí mêtan trong kỵ khí
phân hủy.
Nó đã được thông báo rộng rãi rằng PHA có thể được tích lũy trong quá trình xử lý nước thải chính dòng bởi thông thường sinh vật dị dưỡng, sinh vật polyphosphate tích tụ và glycogen tích tụ
organisms12-17. Các sinh vật / bùn PHA giàu thì sẽ bị phân hủy yếm khí. Tuy nhiên, PHA
suy thoái là không đưa vào tài khoản trong các kỵ khí hiện tại Tiêu hóa Mẫu số 1 (ADM1) 22. Điều này có thể dẫn
đến một đánh giá thấp thế hệ methane đặc biệt cho nồi kỵ khí tiếp nhận bùn PHA giàu.
Vì vậy, các ADM1 hiện nay cần được sửa đổi để bao gồm suy thoái PHA trong tương lai.
Lợi ích kinh tế tiềm năng của phương pháp PHA dựa trên để tăng cường sản xuất khí methane kỵ khí.
các kết quả của phòng thí nghiệm kiểm tra BMP đã được chứng minh là bảo thủ hơn hoặc tương đương với các quy mô toàn
trials23. Do đó, kết quả thử nghiệm đạt được trong công tác này thông qua các phòng thí nghiệm quy mô thử nghiệm BMP có thể được sử dụng
thận trọng để dự đoán tiềm năng kinh tế của phương pháp PHA dựa trên đề xuất. Điều này đã được tiến hành
thông qua một nghiên cứu rộng lên máy tính để bàn trong một WWTP với một dân số tương đương (PE) 400.000 và với một kỵ khí
phân hủy tại một HRT 20 d. Hình 1 cho thấy WS với PHA 143 mg / g VS thu được mêtan lớn nhất
sản xuất tại một