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最新の状態では、硝酸負荷負荷率（NLR）と固相脱窒（SPD）システムの治療性能との固有の関連性は依然としてあいまいです。この問題に対処するために、3つの連続的なアップフローバイオリアクターが構成されました。それらは、30％、60％、または90％の充填比下でポリカプロラクトン（PCL）で詰められ、0.34±0.01-3.99±0.12 Gn/（L・D）のさまざまなNLRで操作されました。結果は、主に利用可能な炭素源の欠如に起因する最高のNLRの場合を除いて、脱窒効率が高く（再> 96％）、安定したことを示しました。門または属レベルでは、検出された支配的な細菌分類群のほとんどは、有機分化または窒素代謝に関連していました。3つの段階間の細菌群集構造の違いは、主に充填比ではなくNLRによって引き起こされました。さらに、NLRが高くなるにつれて、同じ段階からのサンプル間のBray-Curtis距離が短くなりました。Picrust2で実行された遺伝子または酵素予測の結果により、これらの反応器の主な窒素代謝経路は、脱窒、アンモニウム（DNRA）への解散性硝酸還元、アンモニウム（ANRA）への同化硝酸塩の減少、および窒素固定でした。さらに、好気性および嫌気性の硝酸塩の解放は、システムに共存し、後者が支配的な役割を果たしました。最後に、窒素固定とANRAは、低NLR環境の下で発生することを好むが、脱窒とDNRAは高NLR条件と低いNLR条件の両方で発生した。これらの調査結果は、実用的なアプリケーションを導くのに役立つ可能性があります。
最新の状態では、硝酸負荷負荷率（NLR）と固相脱窒（SPD）システムの治療性能との固有の関連性は依然としてあいまいです。この問題に対処するために、3つの連続的なアップフローバイオリアクターが構成されました。それらは、30％、60％、または90％の充填比下でポリカプロラクトン（PCL）で詰められ、0.34±0.01-3.99±0.12 Gn/（L・D）のさまざまなNLRで操作されました。結果は、主に利用可能な炭素源の欠如に起因する最高のNLRの場合を除いて、脱窒効率が高く（再> 96％）、安定したことを示しました。門または属レベルでは、検出された支配的な細菌分類群のほとんどは、有機分化または窒素代謝に関連していました。3つの段階間の細菌群集構造の違いは、主に充填比ではなくNLRによって引き起こされました。さらに、NLRが高くなるにつれて、同じ段階からのサンプル間のBray-Curtis距離が短くなりました。Picrust2で実行された遺伝子または酵素予測の結果により、これらの反応器の主な窒素代謝経路は、脱窒、アンモニウム（DNRA）への解散性硝酸還元、アンモニウム（ANRA）への同化硝酸塩の減少、および窒素固定でした。さらに、好気性および嫌気性の硝酸塩の解放は、システムに共存し、後者が支配的な役割を果たしました。最後に、窒素固定とANRAは、低NLR環境の下で発生することを好むが、脱窒とDNRAは高NLR条件と低いNLR条件の両方で発生した。これらの調査結果は、実用的なアプリケーションを導くのに役立つ可能性があります。
Up to date, the intrinsic association of nitrate loading rate (NLR) with treatment performance of solid-phase denitrification (SPD) systems is still ambiguous. To address this issue, three continuous up-flow bioreactors were configured. They were packed with polycaprolactone (PCL) under a filling ratio of 30%, 60% or 90% and were operated under a varying NLR of 0.34 ± 0.01-3.99 ± 0.12 gN/(L·d). Results showed that the denitrification efficiency was high (RE > 96%) and stable except the case with the highest NLR, which was mainly attributed to the lack of available carbon sources. At the phylum or genus level, most of the detected dominant bacterial taxa were either associated with organics degradation or nitrogen metabolism. The difference in bacterial community structure among the three stages was mainly caused by NLR rather than the filling ratio. Moreover, as the NLR got higher, the Bray-Curtis distance between samples from the same stage became shorter. By the results of gene or enzyme prediction performed in PICRUSt2, the main nitrogen metabolism pathways in these reactors were denitrification, dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA), assimilatory nitrate reduction to ammonium (ANRA) and nitrogen fixation. Moreover, aerobic and anaerobic nitrate dissimilation coexisted in the systems with the latter playing a dominant role. Finally, denitrification and DNRA occurred under both high and low NLR conditions while nitrogen fixation and ANRA preferred to occur under low NLR environments. These findings might help guide practical applications.
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