аспирант кафедры промышленной биотехнологии,
г. Казань, Республика Татарстан
Postgraduate Student of the Department of Industrial Biotechnology,
Kazan, Republic of Tatarstan
д.б.н., главный научный сотрудник,
г. Казань, Республика Татарстан
Dr. Sci. (Biology),Chief Researcher,
Kazan, Republic of Tatarstan
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой промышленной биотехнологии,
г. Казань, Республика Татарстан
Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department of Industrial Biotechnology,
Kazan, Republic of Tatarstan
к.б.н., доцент кафедры генетики, Институт фундаментальной медицины и биологии,
г. Казань, Республика Татарстан
Ph.D. (Biology), Associate Professor, Department of Genetics, Institute of Fundamental Medicine and Biology,
Kazan, Republic of Tatarstan
Целью работы являлась оценка влияния различных реагентов (традиционных – FeCl3, Al2(SO4)3, ,и инновационных – Biokat P 500 и Nanofloc), применяемых совместно с биологической очисткой сточных вод для коагуляции компонентов сред и микробных суспензий, на количественный и видовой состав микроорганизмов активного ила. Проведены моделирование процессов совместной биологической очистки сточных вод с реагентными препаратами, культивирование образцов активного ила и их посев на селективные питательные среды для выявления численности различных физиологических групп микроорганизмов, определение таксономической принадлежности колоний азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий. Изменения в биоценозе активного ила оценены по таким агрономически важным группам микроорганизмов, как диазотрофные, фосфатмобилизующие, актинобактерии, микромицеты и др. Установлено, что применение реагентных препаратов совместно с биологической очисткой сточных вод в большинстве случаев приводит к снижению численности этих микроорганизмов. Экспериментально подтверждено значительное снижение количества микроорганизмов в образцах активного ила с традиционным реагентом Al2(SO4)3; вторым по степени подавления является FeCl3. Показано, что препарат Nanofloc, несмотря на угнетение многих изучаемых групп микроорганизмов, способствует увеличению количества диазотрофов, а Biokat P 500 приводит к наименьшим отрицательным последствиям для численности и состава микроорганизмов активного ила. При идентификации доминирующих азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий методом протеомного анализа установлено, что контрольный вариант (без воздействия реагентов на микробное сообщество) представлен культурами бактерий Klebsiella oxytoca, Pseudomonas putida, Acinetobacter johnsonii, Rhodococcus erythropolis. Указанные микроорганизмы известны широкой значимостью для экологии и биотехнологии. В опытных вариантах преобладают: при добавлении хлорида железа – K. oxytoca, инновационных реагентов – по две культуры: с Biokat P 500 – Enterobacter ludwigii и Aeromonas veronii; с Nanofloc – Enterobacter cloacae и R. erythropolis. Наличие нескольких доминирующих видов бактерий, в том числе не относящихся к видам азотфиксаторов или фосфатмобилизаторов, может указывать на синтрофный характер сообществ активного ила.
This article compares conventional (FeCl3, Al2(SO4)3) and innovative (Biokat P 500 и Nanofloc) reagents used in the combined biological and chemical wastewater treatment for coagulating medium components and microbial suspensions. In this study, we aimed to assess the effect of these reagents on the quantitative and species composition of microorganisms present in activated sludge. To that end, we modelled the processes of the combined biological and chemical wastewater treatment; cultivated samples of activated sludge and transferred them to selective media in order to establish the number of different physiological groups of microorganisms; as well as determined the taxonomic identity of bacterial colonies (nitrogen-fixing and phosphate-mobilizing bacteria). Changes in the biocoenosis of activated sludge were assessed for such agronomically important groups of microorganisms as diazotrophs, phosphate-mobilizing bacteria, actinobacteria, micromycetes, etc. It is established that combined biological and chemical wastewater treatment in most cases leads to a decrease in the number of these microorganisms. A notable decrease in the number of microorganisms in activated sludge samples containing a conventional reagent Al2(SO4)3 is experimentally confirmed. FeCl3 is shown to be the second most effective reagent in this respect. It is demonstrated that Nanofloc, despite inhibiting many studied groups of microorganisms, contributes to an increase in the number of diazotrophs; whereas the use of Biokat P 500 leads to the least negative consequences in terms of the number and composition of microorganisms present in activated sludge. In the course of identifying predominant nitrogen-fixing and phosphate-mobilizing bacteria via proteomic analysis, it is established that the following bacterial cultures are present in the control sample: Klebsiella oxytoca, Pseudomonas putida, Acinetobacter johnsonii, Rhodococcus erythropolis. These microorganisms are known for playing a significant role in ecology and biotechnology. Following addition of FeCl3 to the test samples, only one bacterial culture (K. oxytoca) was found to be predominant; whereas addition of innovative reagents resulted in two predominant bacterial cultures (Biokat P 500 – Enterobacter ludwigii and Aeromonas veronii; Nanofloc – Enterobacter cloacae and R. erythropolis). The presence of several dominant bacterial species, belonging to other groups than nitrogen-fixing or phosphate-mobilizing bacteria, may indicate the syntrophic nature of activated sludge communities.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.