Abstract Sulfur oxidizing bacteria have been widely exploited to remove thiosulfate with adverse effects on human health and environment. Since formation of elemental sulfur among other thiosulfate oxidation products is advantageous in industrial applications, we tend to statistically screen (fractional factor design) and optimize (response surface methodology) the operating conditions in this study so that the final thiosulfate removal (Y1) and the highest sulfur production (Y2) become maximum along with the appropriate final sulfate formation (Y3). Optimum conditions were then examined in a stirred bioreactor. Screening results showed the definite effectiveness of six factors on all responses however level modification and optimization were necessary due to significant P-value of curvature. Single response optimizations (maximization of each response) resulted in dissimilar sets of optimal conditions. Multiple response (Y1 = 100 %, Y2 and Y3 = 50 %) optimization, using desirability function, was therefore used and resulted in agitation speed: 44 rpm, pH: 6.07, temperature: 24.7 °C, time: 2.64 day, inoculum ratio: 19.5 % and thiosulfate level: 2.87 mg l−1 as optimal conditions. Bioreactor experiments (agitation speeds: 30−90 rpm) under optimal conditions led to the highest S0 formation of 46 % and complete thiosulfate removal at 60 rpm and 40 h. Therefore, multiple response optimization followed by minor scale modifications can productively enhance industrial elemental sulfur formation from wastewater plants.

中文翻译：

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生物反应器中硫代硫酸盐生物去除及其产物形成和最佳点作用的多响应与单响应优化

摘要 硫氧化细菌已被广泛用于去除对人类健康和环境产生不利影响的硫代硫酸盐。由于在其他硫代硫酸盐氧化产物中形成元素硫有利于工业应用，因此我们倾向于在本研究中对操作条件进行统计筛选（部分因子设计）和优化（响应面方法），以便最终硫代硫酸盐去除 (Y1) 和随着适当的最终硫酸盐形成 (Y3)，最高硫产量 (Y2) 变得最大。然后在搅拌生物反应器中检查最佳条件。筛选结果显示六个因素对所有响应的明确有效性，但由于曲率的显着 P 值，水平修改和优化是必要的。单一响应优化（每个响应的最大化）导致不同的最佳条件集。因此使用了使用合意性函数的多重响应（Y1 = 100 %，Y2 和 Y3 = 50 %）优化并导致搅拌速度：44 rpm，pH：6.07，温度：24.7 °C，时间：2.64 天，接种率: 19.5 % 和硫代硫酸盐水平: 2.87 mg l-1 作为最佳条件。最佳条件下的生物反应器实验（搅拌速度：30-90 rpm）导致最高的 S0 形成率为 46%，并在 60 rpm 和 40 小时时完全去除硫代硫酸盐。因此，多响应优化和小规模改造可以有效地提高废水厂工业元素硫的形成。使用合意性函数，因此使用并导致搅拌速度：44 rpm，pH：6.07，温度：24.7 °C，时间：2.64 天，接种比例：19.5 % 和硫代硫酸盐水平：2.87 mg l-1 作为最佳条件。最佳条件下的生物反应器实验（搅拌速度：30-90 rpm）导致最高的 S0 形成率为 46%，并在 60 rpm 和 40 小时时完全去除硫代硫酸盐。因此，多响应优化和小规模改造可以有效地提高废水厂工业元素硫的形成。使用合意性函数，因此使用并导致搅拌速度：44 rpm，pH：6.07，温度：24.7 °C，时间：2.64 天，接种比例：19.5 % 和硫代硫酸盐水平：2.87 mg l-1 作为最佳条件。最佳条件下的生物反应器实验（搅拌速度：30-90 rpm）导致最高的 S0 形成率为 46%，并在 60 rpm 和 40 小时时完全去除硫代硫酸盐。因此，多响应优化和小规模改造可以有效地提高废水厂工业元素硫的形成。30-90 rpm）在最佳条件下导致最高的 S0 形成率达到 46%，并在 60 rpm 和 40 小时时完全去除硫代硫酸盐。因此，多响应优化和小规模改造可以有效地提高废水厂工业元素硫的形成。30-90 rpm）在最佳条件下导致最高的 S0 形成率达到 46%，并在 60 rpm 和 40 小时时完全去除硫代硫酸盐。因此，多响应优化和小规模改造可以有效地提高废水厂工业元素硫的形成。