有机硫的生物降解与额外的碳来源:洞察生物膜的形成和细菌的代谢过程
Xiong Zheng1, Wei Zhang2, Yang Wu2
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; Key Laboratory of Yangtze River Water Environment, School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Shanghai 200092, China.
添加碳来源可以促进废水生物反应堆中的有机硫生物降解. 这增强了微生物生长,生物膜形成和除硫效率,同时减少了有害的硫酸盐积累.
科学领域:
- 环境微生物学 环境微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 废水处理 废水处理
背景情况:
- 废水中的有机硫化合物带来了生物降解的挑战,特别是在低碳条件下.
- 碳补充支持处理有机硫污染物的生物反应器中的微生物生长和适应.
- 了解微生物对碳水平的反应对于优化有机硫去除至关重要.
研究的目的:
- 在不同碳源条件下研究有机硫生物降解.
- 确定关键的功能性细菌和参与硫转化的代谢途径.
- 阐明碳补充对生物反应器性能和微生物群落结构的影响.
主要方法:
- 在生物反应器中使用不同的葡萄糖度的实验设置.
- 监测总硫 (TS) 和特定有机硫 (CH3SH) 的去除效率.
- 对硫酸盐 (SO42-) 积累和微生物群体组成的分析 (细菌16S rRNA基因测序).
- 对关键硫代谢途径 (例如,MTO) 的基因表达分析.
主要成果:
- 高碳补充 (>83%) 显著改善了TS去除,并实现了~100%的CH3SH去除.
- 缺少外部碳导致了大量的硫酸盐积累 (>120 mEq/m2天).
- 葡萄糖度增加与较高的TB-EPS相关,并丰富了硫代谢细菌 (例如Thiobacillus).
- 有机硫氧化通路 (MTO) 的基因表达在添加碳后增加了27.7%.
- 碳源促进了有机硫与氨基酸的同化,这表明代谢途径发生了变化.
结论:
- 碳补充对于高效的有机硫生物降解和提高生物反应器性能至关重要.
- 不同的硫代谢途径由碳可用性调节,影响污染物转化和微生物社区动态.
- 优化碳水平平衡微生物生长,污染物去除和代谢物生产,以有效地处理废水.
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