好気性粒状汚泥による抗生物質を含む豚廃水処理における汚染物質除去と微生物群集動態に及ぼす炭素源の影響

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Chemosphere.2020 Jul;260:127544. S0045-6535(20)31739-2. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127544.Epub 2020-07-10.

好気性粒状汚泥による抗生物質を含む豚廃水処理における汚染物質除去と微生物群集動態に及ぼす炭素源の影響

Effect of carbon source on pollutant removal and microbial community dynamics in treatment of swine wastewater containing antibiotics by aerobic granular sludge.

Xiaochun Wang
Zhonglin Chen
Jimin Shen
Jing Kang
Xiaolei Zhang
Ji Li
Xia Zhao

PMID: 32673869 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127544.

抄録

好気性粒状汚泥シーケンシングバッチリアクター(AGSBR)は、廃水処理のための有望なアプローチである。本論文では、好気性粒状汚泥（AGS）による抗生物質を含む豚廃水（SW）の処理における炭素源としてのメタノール、デンプン、スクロースの効果を検討した。その結果、炭素源はAGSの形態、バイオマス、沈降性に影響を与え、ショ糖を炭素源として使用した場合、AGSはより良好なスラッジ性能を維持できることが明らかになった。また、SW中の汚染物質(アンモニウム窒素(NH+ 4-N),有機物及び全リン(TP)も良好な除去効果を示し、除去率はそれぞれ81.14%, 96.83%及び97.37%に達した。テトラサイクリン(TC)及びオキシテトラサイクリン(OTC)の除去効率は、ショ糖を微生物の共代謝母体とした場合に最も優れていた。miseq pyrosequencingの解析から、メタノール,デンプン,ショ糖を炭素源とした場合、AGS中の微生物群集の多様性が向上し、優占菌群も変化することが明らかになった。TCとOTCに関与する支配的なグループは、異なる分類レベルでの除去は、細菌群集の形成が炭素源によって決定されることを示唆した。

Aerobic granular sludge sequencing batch reactor (AGSBR) is a promising approach for wastewater treatment. In the paper, the effects of methanol, starch and sucrose as carbon sources on the treatment of swine wastewater (SW) containing antibiotics by aerobic granular sludge (AGS) were studied. The results revealed that the carbon sources could affect the morphology, biomass, and settleability of AGS, and AGS could maintain a better sludge performance when sucrose was used as carbon source. The pollutants (ammonium nitrogen (NH+ 4-N), organic matter and total phosphorus (TP)) in SW also had a good removal effect, and the removal rates reached 81.14%, 96.83% and 97.37% respectively. The removal efficiencies of tetracycline (TC) and oxytetracycline (OTC) from SW were the best when sucrose as co-metabolic matrix by microorganisms. The analysis of miseq pyrosequencing demonstrated that carbon sources with methanol, starch and sucrose improved the diversity of microbial community in AGS, and the dominant bacteria also changed. The dominant groups involved in TC and OTC, removal at different classification levels suggested that the formation of bacterial communities was determined by carbon sources.