HFMBにおけるFeammox細菌バイオフィルム形成

窒素汚染は、工業化の発展とともに増加しています。その結果、環境における反応性窒素の過剰な堆積により、生物多様性の喪失と異なる生態系の富栄養化が生じました。2005年には、フィアムモックスプロセスが発見され、嫌気的にアンモニウムを代謝しました。細菌群集のバイオフィルムの形成に基づいて、中空繊維膜バイオリアクター（HFMB）を使用したフィアモックスは、鉄濃度が高い環境でアンモニウム除去のための効率的で持続可能な方法として浮上しています。この研究は、HFMBの使用を評価することにより、実験室規模で効率的な方法を実装する可能性を研究しようとしました。フィームモックス細菌の培地でインキュベートされた内部循環反応器（IC）からのサンプル。培養物は、成長条件を評価するためにバッチリアクターに濃縮されました。次に、HFMBアセンブリが実行され、Feammoxパラメーターが監視されました。また、バイオフィルム形成に関連する細菌群集を特徴付けるために、従来のPCRおよび走査型電子顕微鏡（SEM）分析が実施されました。酢酸ナトリウムの使用は、Feammox活性に最適なパフォーマンスを示しました。HFMB操作では、50％のアンモニウム（NH4+）除去が示されました。繊維のSEM分析により、細菌によって形成されたバイオフィルムネットワークの形成が示されました。これは、アルビディフェラックスフェリレダセンス、ジオバクター属、フェロバムmyxofaciens、シェワネラ属、およびアナモックスとして特定されました。機能性遺伝子アルケア/バクテリアアンモニアモノオキシゲナーゼ、NRXA、HZSB、NIRS、NOSZも同定されました。HFMB Feammoxの実装は、人為的活性のために生成された廃水からアンモニウムを除去するための持続可能なツールとして使用できます。

Nitrogen pollution has been increasing with the development of industrialization. Consequently, the excessive deposition of reactive nitrogen in the environment has generated the loss of biodiversity and eutrophication of different ecosystems. In 2005, a Feammox process was discovered that anaerobically metabolizes ammonium. Feammox with the use of hollow fiber membrane bioreactors (HFMB), based on the formation of biofilms of bacterial communities, has emerged as a possible efficient and sustainable method for ammonium removal in environments with high iron concentrations. This work sought to study the possibility of implementing, at laboratory scale, an efficient method by evaluating the use of HFMB. Samples from an internal circulation reactor (IC) incubated in culture media for Feammox bacteria. The cultures were enriched in a batch reactor to evaluate growth conditions. Next, HFMB assembly was performed, and Feammox parameters were monitored. Also, conventional PCR and scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed to characterize the bacterial communities associated with biofilm formation. The use of sodium acetate presented the best performance for Feammox activity. The HFMB operation showed an ammonium (NH4+) removal of 50%. SEM analysis of the fibers illustrated the formation of biofilm networks formed by bacteria, which were identified as Albidiferax ferrireducens, Geobacter spp, Ferrovum myxofaciens, Shewanella spp., and Anammox. Functional genes Archaea/Bacteria ammonia monooxygenase, nrxA, hzsB, nirS and nosZ were also identified. The implementation of HFMB Feammox could be used as a sustainable tool for the removal of ammonium from wastewater produced because of anthropogenic activities.