连续流量优于序列批量操作:对在低氨,寡性条件下丰富完整的氨氧化细菌的机械洞察

科学领域:

• 环境微生物学 环境微生物学
• 水处理工程水处理工程
• 生物地质化学生物地质化学

背景情况:

• 完全氧化氨 (comammox) 细菌在废水中提供有效的去除.
• 在寡质条件下丰富comammox细菌是低能耗治疗的关键.
• 动态与稳定的寡度营养环境对comammox丰富的影响尚不清楚.

研究的目的:

• 为了比较动态 (SBBR) 和稳定 (CFBR) 寡度营养环境对comammox细菌丰富的有效性.
• 调查反应堆类型对comammox丰富度,活动和社区结构的影响.
• 评估丰富的comammox细菌的基质亲和力和代谢基因表达.

主要方法:

• 使用测序批量生物膜反应器 (SBBR) 进行动态和连续流动生物膜反应器 (CFBR) 稳定寡度条件下.
• 使用16S rRNA基因测序和amoA基因拷贝数量的量化comammox细菌的丰富性.
• 进行了基质亲和度测试并分析了代谢基因表达 (amoABC).
• 通过网络分析研究微生物社区结构和生态相互作用.

主要成果:

• 与SBBR相比,CFBR操作显著增加了Nitrospirota的相对丰度 (0.21%至10.28%) 和amoA基因拷贝数 (1.39 × 10^5拷贝/毫克生物量).
• 遗传学分析显示,Ca.占主导地位. 在CFBR中含有类似酸盐和酸盐的Nitrospiracomammox.
• 在CFBR中丰富的微生物表现出更高的氨亲和力 (KNH4+-N = 4.967 ± 1.771 mg-N/L) 和稳定的氨去除.
• CFBRs促进了amoABC和代谢基因的上调;SBBRs显示出更密集的模块化微生物网络.

结论:

• 连续流生物膜反应器 (CFBR) 对于丰富comammox细菌比测序批量生物膜反应器 (SBBR) 更有效.
• 在CFBRs中稳定的寡性条件增强了comammox增殖,基质亲和力和代谢基因表达.
• 在CFBR中的comammox细菌采用了特定的生态策略,与有机碳代谢类人群相互作用,以增强适应性.