Onderzoeksgroep
Impact van de substraatsamenstelling op de denitrificerende polyfosfaat-accumulerende microbiële gemeenschap in aerobe korrelsibsystemen, met specifieke aandacht voor de vormings- en verwijderingsdynamiek van lachgas (N2O).
Abstract
Aeroob korrelslib (AGS) is een revolutionaire waterzuiveringstechnologie, met significante voordelen t.o.v. conventionele actief slib systemen. Een bijzonder interessante eigenschap van het korrelslib is de mogelijkheid om simultaan stikstof (N) en fosfor (P) op biologische wijze uit afvalwater te verwijderen. Deze reactie steunt op het specifieke opslagmetabolisme van denitrificerende polyfosfaat accumulerende organismen (dPAO). Biologische N-verwijdering is echter ook gekoppeld aan de vorming van het broeikasgas lachgas (N2O). Specifiek voor AGS, kan een onevenwichtige denitrificatie t.g.v. het trage verbruik van opslagpolymeren door dPAO, leiden tot de ophoping van N2O. In korrelslib zijn Accumulibacter species de meest intens bestudeerde dPAO, hoewel deze organismen in hun substraatgebruik beperkt zijn tot de vluchtige vetzuren acetaat en propionaat. In actief slib zijn echter andere dPAO met en breder substraatbereik in grotere aantallen aanwezig. De rol van deze vermeende dPAO in de korrelvorming én de vorming en verwijdering van N2O blijft een grote onbekende. In het project bestuderen we (1) de korrelvorming, en (2) de dynamiek van de biologische P-verwijdering onder denitrificerende condities met specifieke aandacht voor N2O vorming en afbraak, in aanrijkingsculturen van vermeende dPAO door gebruik te maken van andere koolstofsubstraten dan acetaat en/of propionaat (met name aminozuren en glucose). De lange termijn aanrijkingen worden ondersteund door (1) korte termijn batch testen om de microbiële activiteiten te kwantificeren, (2) analyses van de microbiële gemeenschap in de aanrijkingen (m.b.v. kwantitatieve PCR en 16S rRNA sequencing), en (3) analyse van de expressie van de voornaamste genen betrokken bij denitrificatie. De projectresultaten leiden (1) tot een dieper inzicht in de complexe microbiële reacties in korrelslibsystemen, (2) tot nieuwe mogelijkheden om de nutriëntenverwijdering in korrelslib te optimaliseren, en (3) tot de definiëring van broodnodige strategieën om N2O emissies uit korrelslibsystemen te verminderen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Dries Jan
- Mandaathouder: Dockx Lennert
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Er zit leven in die korrels! De microbiële ecologie van biologische fosfaatverwijdering in korrelslibsystemen.
Abstract
Aeroob korrelslib betekent een ware revolutie in het afvalwaterlandschap. Korrelslibreactoren hebben significante voordelen t.o.v. de conventionele actief slib systemen: lager energieverbruik, kleinere footprint, efficiëntere nutriëntenverwijdering, en de mogelijkheid tot terugwinning van fosfor en waardevolle biopolymeren uit afvalwater. De korrelvorming steunt op het specifieke metabolisme van "traag-groeiende" bacteriën zoals polyfosfaat accumulerende organismen (PAO). In korrelslib zijn Accumulibacter species de meest intens bestudeerde PAO, hoewel deze organismen heel beperkt zijn in hun substraatgebruik (enkel de vluchtige vetzuren acetaat en propionaat). In conventionele actief slib installaties zijn echter andere PAOs in grotere aantallen aanwezig, die bovendien gekenmerkt worden door een breder substraatbereik. De rol van deze andere PAOs in de korrelvorming en de productie van biopolymeren blijft een grote onbekende. De doelstelling van het project is (1) de vorming van aeroob korrelslib, en (2) de winning van gelvormende biopolymeren (alginaat-achtige extracellulaire polymeren - ALE), in aanrijkingsculturen van vermeende PAOs (verschillend van Accumulibacter) door gebruik te maken van andere koolstofsubstraten dan acetaat en/of propionaat. De samenstelling van de microbiële gemeenschap in de aanrijkingen wordt opgevolgd d.m.v. geavanceerde microbiële analysetechnieken, zoals kwantitatieve PCR (qPCR) en 16S rRNA sequencing. De projectresultaten hebben een significante impact op de verdere ontwikkeling van de aerobe korrelslib technologie. Enerzijds zullen ze helpen het toepassingsgebied van de technologie beter te definiëren, door aan te wijzen welk type industrieel afvalwater efficiënt kan behandeld worden. Anderzijds zal de gewonnen kennis over de PAOs betrokken bij het korrelvormingsproces toelaten om het proces meer gericht te optimaliseren.Onderzoeker(s)
- Promotor: Dries Jan
- Co-promotor: D'aes Jolien
- Mandaathouder: Dockx Lennert
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject