- Tytuł:
-
Microbiota of anaerobic digesters in a full-scale wastewater treatment plant
Struktura mikrobiologiczna osadu z komór fermentacji mezofilowej w skali technicznej - Autorzy:
-
Świątczak, P.
Cydzik-Kwiatkowska, A.
Rusanowska, P. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/205042.pdf
- Data publikacji:
- 2017
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
methane fermentation
next generation sequencing
NGS
IHT
Meniscus glaucopsis
fermentacja metanowa
sekwencjonowanie wysokosprawne
metanogeny - Opis:
-
Anaerobic digestion is an important technology for the bio-based economy. The stability of the process
is crucial for its successful implementation and depends on the structure and functional stability of the microbial
community. In this study, the total microbial community was analyzed during mesophilic fermentation of sewage
sludge in full-scale digesters.
The digesters operated at 34–35°C, and a mixture of primary and excess sludge at a ratio of 2:1 was added
to the digesters at 550 m3/d, for a sludge load of 0.054 m3/(m3•d). The amount and composition of biogas were
determined. The microbial structure of the biomass from the digesters was investigated with use of next-generation
sequencing.
The percentage of methanogens in the biomass reached 21%, resulting in high quality biogas (over 61%
methane content). The abundance of syntrophic bacteria was 4.47%, and stable methane production occurred
at a Methanomicrobia to Synergistia ratio of 4.6:1.0. The two most numerous genera of methanogens (about
11% total) were Methanosaeta and Methanolinea, indicating that, at the low substrate loading in the digester, the
acetoclastic and hydrogenotrophic paths of methane production were equally important. The high abundance of
the order Bacteroidetes, including the class Cytophagia (11.6% of all sequences), indicated the high potential of
the biomass for efficient degradation of lignocellulitic substances, and for degradation of protein and amino acids
to acetate and ammonia.
This study sheds light on the ecology of microbial groups that are involved in mesophilic fermentation in mature, stably-performing microbiota in full-scale reactors fed with sewage sludge under low substrate loading.
Fermentacja metanowa jest ważnym elementem biogospodarki. Efektywna eksploatacja reaktorów zależy od stabilności procesu determinowanej składem gatunkowym mikroorganizmów. W pracy badano strukturę mikrobiologiczną biomasy podczas mezofilowej fermentacji osadów ściekowych w skali technicznej. Do komór fermentacyjnych eksploatowanych w 34–35°C wprowadzano mieszaninę osadu wstępnego oraz nadmiernego w stosunku 2:1, w ilości 550 m3/d (0,054 m3/(m3•d)). Badane były ilość i skład wytwarzanego biogazu. Biomasę z fermentorów poddawano badaniom metagenomowym z wykorzystaniem wysokosprawnego sekwencjonowania. Wysoka jakość biogazu (ponad 61% zawartości metanu) była determinowana odsetkiem metanogenów w biomasie wynoszącym 21%. Udział bakterii syntroficznych w biomasie wyniósł 4,47%, a stabilną produkcję metanu zaobserwowano przy stosunku Methanomicrobia do Synergistia wynoszącym 4,6:1,0. Wśród metanogenów najliczniejsze były rodzaje Methanosaeta i Methanolinea, co wskazuje, że przy niskim obciążeniu komór fermentacyjnych acetoklastyczny i hydrogenotroficzny szlak produkcji metanu są równie ważne. Wysoka liczebność Bacteroidetes, w tym klasy Cytophagia (11,6% wszystkich sekwencji), wskazuje na wysoką zdolność biomasy do efektywnego rozkładu substancji lignocelulozowych oraz rozkładu białek i aminokwasów do octanu i amoniaku. Badania dostarczają danych na temat ekologii mikroorganizmów we wpracowanych, stabilnie funkcjonujących reaktorach fermentacji mezofilowej w skali technicznej zasilanych osadami ściekowymi w warunkach niskiego obciążenia substratowego. - Źródło:
-
Archives of Environmental Protection; 2017, 43, 3; 53-60
2083-4772
2083-4810 - Pojawia się w:
- Archives of Environmental Protection
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł