栄養素の除去のための半連続操作の単一株の微藻-バクテリアバイオフィルム: 微生物の継承と拡張された非アクセニック操作に対する性能の改善

科学分野:

• 環境微生物学
• バイオテクノロジー
• 汚水処理

背景:

• 微藻-バクテリアのバイオフィルムは 汚染物質の除去と 廃棄水からの資源の変換を 提供します
• 排水処理を最適化するために,アクセニックと非アクセニックの条件下で,事前に設計されたバイオフィルムでの栄養分除去を理解することは極めて重要です.

研究 の 目的:

• 前もって設計された微藻-細菌バイオフィルムの成長と栄養除去性能を調査する.
• 拡張された運用期間におけるアクセン性 (単種) と非アクセン性 (混合種) のバイオフィルムの性能を比較する.
• 微生物コミュニティの継承と汚染物質除去効率への影響を分析する.

主な方法:

• クロレッラ・ソロキニアナとスタフィロコッカス・スパの予備設計されたバイオフィルム 水力保持時間 (HRT) が異なる.
• 52日間のアクセン性および非アクセン性状態のさらなる比較のために,2日の最適なHRTが選択されました.
• プロカリオットとユカリオットのシフトを含む微生物コミュニティの継承と栄養素濃度 (窒素,リン,TOC) をモニタリングした.

主要な成果:

• アクセニックでない条件では,残留窒素 (70.1%),リン (50.3%),および総有機炭素 (32.3%) が,アクセニック条件と比較して著しく減少した.
• 窒素とリンの回転率は,非アクセンのバイオフィルムでそれぞれ2.0〜7.2倍,2.5〜5.5倍でした.
• Staphylococcus spで 微生物群が移動した クロレッラが優位を維持し,ハロクロレッラと二重の真核系を形成した.

結論:

• 非軸性バイオフィルムの増強されたプロカリオット生物多様性は,クロスフィーディングと安定したバイオフィルムの維持を通じて栄養素の除去を改善します.
• 非アクセニック操作は,制御可能な微藻の優位性と維持の容易さとのバランスを達成し,排水処理の効率を高めます.
• 窒素,リン,炭素の代謝に関連する遺伝子の濃縮は,非アクセンの条件でさらに優れた汚染物質の除去をサポートします.