Investigation of prokaryotic community structure of anammox reactors during startup

Abstract

Anammox başlangıç evresinde reaktör performansı ve mikrobik komünite yapısının incelenmesi için, bir sıralı kesikli reaktör kurulmuştur. Reaktöre 1.75 L denitrifikasyon çamuru konularak 5 mL zenginleştirilmiş anammox kültürü aşılanmıştır. Anammox zenginleştirmesi için 192 gün boyunca farklı koşullarda işletimini düzensiz beslemeli ve işletimli bir dönem takip etmiştir.Reaktör performansı üzerine çalışmalar göstermiştir ki; reaktör kararlı duruma ulaşmışsa veya en yüksek performansına ulaştıktan sonraki 20 gün içerisinde ise, besindeki NO2- ve NH4+'nın eş zamanlı olarak %25 arttırılması, anında tolere edilmiştir; reaktörün kısa bir süre için durdurulması (18 güne kadar), kararlı durum oluştuktan sonra kolayca tolere edilmiştir; besleme sıklığındaki uzun süreli düzensizlikler reaktör performansını etkilememiştir.DGGE görüntülerinden anlaşılmıştır ki; artan azot yüküyle NO2- ve NH4+ konsantrasyonları, prokaryotik komünite yapısını değiştirmiştir; sistemin kısa süreyle durdurulması (18 güne kadar), prokaryotik komünite yapısını etkilememiştir; ve uzun süreli düzensiz besleme (>70 gün), prokaryotik komünite yapısını değiştirmiştir.

In order to study reactor performance and microbial community structure during anammox start-up, a sequencing batch reactor was set up. The reactor was seeded with 1.75 L denitrification sludge and 5 mL enriched anammox culture. It was operated under different conditions for 192 days for anammox enrichment, which was followed by a period of irregular feeding and maintenance.Studies on the reactor?s performance showed that simultaneous increase of NO2- and NH4+ concentrations by 25% in the feed was tolerated immediately when steady state had been achieved or in less than 20 days if the reactor had recently reached to its pick performance, that short term reactor shutdown (up to 18 days) was well tolerated after steady state had been established, that the long term irregularity in feeding frequency did not affect performance of the reactor.Based on the DGGE images, it was assumed that increasing NO2- and NH4+ concentrations accompanied by increasing nitrogen loading rate altered prokaryotic community structure, that short term (up to 18 days) system shutdown did not affect the prokaryotic community structure, and that long term irregular feeding (>70 days) altered the prokaryotic community structure.