ABSTRACT Current algal-bacterial consortia require high hydraulic retention times (HRTs, 2–10 days) to efficiently remove pollutants from domestic wastewaters. A novel algal-bacterial biofilm reactor was developed for a much lower HRT. The results showed that an HRT of 12 h ensured 90% removal of organic matter and ammonium, and phosphate removal was approximately 30%. Decreasing the HRT to 8 h significantly deteriorated the reactor's pollutant removal efficiencies and increasing the HRT to 24 h did not improve these efficiencies. Illumination, which was light source for algae, was provided by a LED light. Activity tests showed that organic matter and ammonium removal rates resulting from illumination were 70% and 50%, respectively, of the rates when dissolved oxygen concentration was maintained at 2 mg/L. Chemical oxygen demand (COD) removal rates resulted from illumination and aeration were 18.63 and 25.38 mg COD/L.h, respectively. The phosphate removal rate was 0.26 and 0.43 mg/L.h when illumination and aeration were applied, respectively. The ammonium removal rates were approximately 10,390 and 5000 mg when the reactor was aerated or illuminated, respectively. These two rates were significantly higher than reported nitrification rates. Moreover, the percentage of Oscillatoria sp. increased from below 10% to over 90% under the applied organic load and temperature, while the percentage of fast growing algae, Chlorella, chroococcus sp and Scenedesmus sp., decreased from over 90% to below 10%. These results showed that an algal-bacterial biofilm reactor with a low reactor footprint was developed. GRAPHICAL ABSTRACT

中文翻译：

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使用新型藻-细菌生物膜反应器进行高效生活污水处理的可行性

摘要 当前的藻-细菌联合体需要较长的水力停留时间（HRT，2-10 天）以有效去除生活废水中的污染物。开发了一种新的藻-细菌生物膜反应器，用于降低 HRT。结果表明，12 h 的 HRT 可确保有机物和铵的去除率为 90%，磷酸盐去除率约为 30%。将 HRT 降低到 8 小时会显着降低反应器的污染物去除效率，而将 HRT 增加到 24 小时并没有提高这些效率。照明是藻类的光源，由 LED 灯提供。活性测试表明，光照产生的有机物和铵去除率分别是溶解氧浓度保持在 2 mg/L 时的 70% 和 50%。光照和曝气的化学需氧量 (COD) 去除率分别为 18.63 和 25.38 毫克 COD/Lh。当应用光照和曝气时，磷酸盐去除率分别为 0.26 和 0.43 mg/Lh。当反应器被曝气或光照时，铵去除率分别约为 10,390 和 5000 毫克。这两个速率显着高于报道的硝化速率。此外，Oscillatoria sp 的百分比。在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 分别。当应用光照和曝气时，磷酸盐去除率分别为 0.26 和 0.43 mg/Lh。当反应器被曝气或光照时，铵去除率分别约为 10,390 和 5000 毫克。这两个速率显着高于报道的硝化速率。此外，Oscillatoria sp 的百分比。在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 分别。当应用光照和曝气时，磷酸盐去除率分别为 0.26 和 0.43 mg/Lh。当反应器被曝气或光照时，铵去除率分别约为 10,390 和 5000 毫克。这两个速率显着高于报道的硝化速率。此外，Oscillatoria sp 的百分比。在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 当反应器被曝气或光照时，铵去除率分别约为 10,390 和 5000 毫克。这两个速率显着高于报道的硝化速率。此外，Oscillatoria sp 的百分比。在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 当反应器被曝气或光照时，铵去除率分别约为 10,390 和 5000 毫克。这两个速率显着高于报道的硝化速率。此外，Oscillatoria sp 的百分比。在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要 在施加的有机负荷和温度下，从 10% 以下增加到 90% 以上，而快速生长的藻类、小球藻、色球藻和栅藻的百分比从 90% 以上下降到 10% 以下。这些结果表明，开发了一种反应器占地面积低的藻-细菌生物膜反应器。图形概要