Microbial community dynamics in anaerobic digesters treating conventional and vacuum toilet flushed blackwater
Notice bibliographique
Résumé
Decentralized wastewater treatment represents a promising sustainable option for future wastewater management. Blackwater collected from toilets contains high concentrations of organic matter, ideal for energy recovery using anaerobic digestion. Up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors treating conventional toilet (CT, 9 L water per flush) and vacuum toilet (VT, 1 L water per flush) blackwater with increments of loadings were successfully operated to steady state in three phases. The organic loading rates were maintained at comparable levels between the two reactors. The methanisation rates were 0.23–0.29 and 0.41–0.48 gCH4-COD/gfeedCOD in the CT and VT reactors, and the COD removal rates were 72% and 89%, respectively. The enriched microbial consortia and the community dynamics under different loading phases were compared. The rank abundance distributions and alpha-diversity showed that archaeal communities were predominated by mono-enrichments in both CT and VT reactors, while bacterial communities showed lower diversity in the VT reactor. Through principal coordinates analysis (beta-diversity), clear divergences of archaeal and bacterial communities between the CT and VT reactors were revealed, and the archaeal community developed at a slower rate than the bacterial community. The enriched archaea were hydrogenotrophic methanogens, Methanolinea in the CT reactor (56.6%), and Methanogenium in the VT reactor (62.3%). The enriched bacteria were Porphyromonadaceae in both CT (15.9%) and VT (13.4%) reactors, sulfate-reducing bacteria in the CT reactor, and Fibrobacteraceae in the VT reactor (13.8%). Links between enriched consortia and ammonia stress were discussed. Isotope fraction analysis of the biogas showed a slight shift from acetoclastic methanogenesis to hydrogenotrophic methanogenesis. A closer look into the predicted metagenomic functional profiles showed agreeing results, where hydrogenotrophic methanogenesis and fhs gene abundances were higher in the VT reactor. We demonstrated that different blackwater types enriched different microbial consortia, probably due to ammonia concentrations and sulfate loadings, which should be taken into consideration for practical applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».