Abstract Selenium at high levels may cause adverse health effects on human beings and endanger aquatic lives due to its toxicity. Se(VI) reduction in continuous-flow reactors packed with Shigella fergusonii strain TB42616 immobilized by Ca2+-alginate gel beads was investigated under various hydraulic retention times (HRT) and influent Se(VI) concentrations. Removal efficiency up to 98.8 % was achieved after 96 days operation under an HRT of 5 days and an influent Se(VI) concentration of 400 mg/L. The results showed that the overall selenium removal efficiency was affected by the HRT and the bed height of the reactor but not the influent Se(VI) concentration. The steady-state data were analyzed using a mathematical model and Monod-type kinetics. Biokinetic parameters of half-velocity constants and maximum specific reduction rates were optimized using steady-state data obtained under a range of HRTs (0.73–5.0 days) at a constant influent Se(VI) concentration of 50 mg/L. The model was validated using steady-state data obtained under influent Se(VI) concentrations ranging from 10 to 400 mg/L while maintaining the HRT at 5.0 days. The high correlation coefficients between model calculated Se(VI) and Se(IV) concentrations and the experimental data indicate that the model is robust to predict the performance of the continuous-flow bioreactor.

中文翻译：

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用 Ca2+-藻酸盐凝胶珠固定的弗格森志贺菌菌株 TB42616 连续流动反应器还原硒 (VI)

摘要 高水平的硒可能会对人类健康造成不利影响，并因其毒性而危及水生生物。在不同的水力停留时间 (HRT) 和进水 Se(VI) 浓度下，研究了连续流动反应器中 Se(VI) 的减少，该反应器装有由 Ca2+-藻酸盐凝胶珠固定的 Shigella fergusonii 菌株 TB42616。在 5 天的 HRT 和 400 毫克/升的进水 Se(VI) 浓度下运行 96 天后，去除效率高达 98.8%。结果表明，总硒去除效率受 HRT 和反应器床层高度的影响，但不受进水 Se(VI) 浓度的影响。使用数学模型和 Monod 型动力学分析稳态数据。半速度常数和最大比还原率的生物动力学参数使用稳态数据在一定范围的 HRT（0.73-5.0 天）下在 50 mg/L 的恒定进水 Se(VI) 浓度下进行优化。该模型使用在 10 至 400 毫克/升的进水 Se(VI) 浓度下获得的稳态数据进行验证，同时将 HRT 保持在 5.0 天。模型计算的 Se(VI) 和 Se(IV) 浓度与实验数据之间的高相关系数表明该模型对于预测连续流生物反应器的性能是稳健的。该模型使用在 10 至 400 毫克/升的进水 Se(VI) 浓度下获得的稳态数据进行验证，同时将 HRT 保持在 5.0 天。模型计算的 Se(VI) 和 Se(IV) 浓度与实验数据之间的高相关系数表明该模型对于预测连续流生物反应器的性能是稳健的。该模型使用在 10 至 400 毫克/升的进水 Se(VI) 浓度下获得的稳态数据进行验证，同时将 HRT 保持在 5.0 天。模型计算的 Se(VI) 和 Se(IV) 浓度与实验数据之间的高相关系数表明该模型对于预测连续流生物反应器的性能是稳健的。