Microbial consortia in full-scale pre-ozonated biologically active filters treating a high-DOC water: Effects of seasonal and operational variations
Notice bibliographique
Résumé
This study investigated the microbial dynamics in full-scale biologically active anthracite/silica sand (BAS) and granular activated carbon (BAC) filters used to treat high-DOC coagulated softened water. By analyzing these filter types across two seasons (winter and summer), we examined the impact of operational conditions-including temperature (1 °C vs. 25 °C), backwashing cycle (72 h vs. two weeks), and empty bed contact time (10 vs. 24 min in BAC and 4 vs. 10 min in BAS)-on organic matter removal, biological activity, and bacterial taxonomy and functionality. The highest DOC (19.1 %) and BDOC (34.8 %) removal rates were observed in BAC during summer and post-backwashing, whereas BAS in both seasons and BAC in the winter showed minimal effects on the organic matter concentration. No direct correlation was found between ATP levels, bacterial 16S rRNA bacterial gene copy numbers, and DOC/BDOC removal in BAC. However, an optimal condition of 13 × 10⁻⁶ ATP per bacterial gene copy number in BAC during summer post-backwashing coincided with the highest DOC and BDOC removal. Bacterial taxa with established associations to DOC degradation accounted for over 60 % of the total bacterial orders identified in both BAS and BAC across seasons. The BAC environment appeared to selectively enrich consortia capable of transforming complex DOC fractions, likely facilitated by its greater surface area, extended EBCT, and less frequent backwashing. These conditions supported the persistence and activity of specific bacterial orders, including Actinomycetales, Myxococcales, Planctomycetales, and Rhizobiales. Subsystem-level metagenomic analysis indicated a significant enrichment of genes associated with metabolic functions linked to enzymes such as decarboxylase, N-methylhydantoinase A, cyclic beta-1,2-glucan synthase, carbon monoxide dehydrogenase, cell division protein FtsH, N-methylhydantoinase B, and UDP-glucose 4-epimerase in BAC samples. This study deepens our understanding of the BAF microbiome's role in natural organic matter removal and its relationship with operational parameters, addressing critical gaps in drinking water biological treatment.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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 ».