Using nitrogen limitation to induce polyphosphate metabolism in engineered bioreactors

摘要

Efforts to study enhanced biological phosphorus removal (EBPR) can be hampered by the initial start-up of the culture. A nitrogen limitation was used to select for polyphosphate-accumulating organisms (PAOs) in a mixed culture that did not previously exhibit EBPR characteristics or storage product accumulation. During nitrogen-limiting conditions, accumulation of polyhydroxyalkanoate (PHA) and carbohydrate (CH) was observed, and then the characteristics of polyphosphate metabolism were observed. When the anaerobic-aerobic reactor was operated with an influent COD/N ratio of 25, the PHA and glycogen content increased quickly. During this period, PHA ranged from 13% to 30%, and CH ranged from 10% to 18%, and after 12 d anaerobic P release was observed. Polyphosphate metabolism persisted even after the nitrogen limitation was removed. Storage product accumulation may have contributed to lower effluent total suspended solids (TSS), but it had virtually no effect on sludge volume index (SVI) or capillary suction time (CST).%Les efforts pour étudier le retrait amélioré de phosphore biologique (EBPR) peuvent être gênés par le démarrage initial de la culture. Une limite d'azote a été utilisée pour sélectionner les organismes accumulant du phosphate (PAO) dans une culture mixte qui n'a auparavant montré aucune caractéristique EBPR ni d'accumulation de produits de stockage. Pendant les conditions limitant l'azote, l'accumulation de polyhydroxyalcanoate (PHA) et de glucides (CH) a été observée, puis les caractéristiques du métabolisme polyphosphate ont été observées. Lorsque le réacteur anaérobie-aérobie fonctionnait avec un rapport DCO/N de 25, le contenu en PHA et en glycogènes augmentait rapidement. Durant cette période, le PHA variait de 13 à 30% et le CH, de 10 à 18%; après 12 jours, une libération anaérobie de P a été observée. Le métabolisme polyphosphate s'est poursuivi même lorsque que la limitation N a été retirée. L'accumulation de produits de stockage peut avoir contribué à abaisser les niveaux de particules en suspension totales, mais elle n'a presque pas affecté l'indice de volume des boues (SVI) ni le temps de succion capillaire (CST).