従属栄養性硝化-好気性脱窒が可能な新規リン酸蓄積生物Arthrobacter sp.HHEP5によるリン・窒素除去安全性評価、除去特性評価、機構解明、排水処理

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Bioresour. Technol..2020 Sep;312:123633. S0960-8524(20)30905-6. doi: 10.1016/j.biortech.2020.123633.Epub 2020-06-04.

従属栄養性硝化-好気性脱窒が可能な新規リン酸蓄積生物Arthrobacter sp.HHEP5によるリン・窒素除去安全性評価、除去特性評価、機構解明、排水処理

Phosphorus and nitrogen removal by a novel phosphate-accumulating organism, Arthrobacter sp. HHEP5 capable of heterotrophic nitrification-aerobic denitrification: Safety assessment, removal characterization, mechanism exploration and wastewater treatment.

Mengyu Zhang
Luqing Pan
Liping Liu
Chen Su
Le Dou
Zhaopeng Su
Ziyan He

PMID: 32531738 DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123633.

抄録

新規リン酸蓄積性生物（PAO）であるArthrobacter sp.HHEP5を養液から分離した。この菌はヘモリシンを産生せず、ほとんどの抗生物質に感受性があった。18～28℃、pH5.5～8.5、塩分濃度0～3%、C/N比5～20、P/N比0.1～0.2、20～260rpmで、1～10mg/Lのリンに対して99%以上の除去効率を示した。それは 99.87%、100%、99.37% の最高のアンモニウム、亜硝酸塩、硝酸塩の取り外し効率の同時好気性のリンの取り外し、硝化および脱窒を表わしました。リンの除去は、好気的条件下でポリリン酸キナーゼを完全に存在させてリン酸塩を同化させることで達成された。窒素除去に関与する遺伝子を増幅した。養殖廃水と生活排水の両方において、リンの99％、窒素の95％がHHEP5によって除去された。本研究は、今後のPAOのスクリーニングのための健全な方法を提供するとともに、リン除去プロセスの認識を新たにするための新たな視点を提供した。広範な適応性と顕著な好気性リン・窒素除去性能により、HHEP5は廃水処理の有望な候補となるだろう。

A novel phosphate-accumulating organism (PAO), Arthrobacter sp. HHEP5 was isolated from mariculture effluents. It produced no hemolysin and was susceptible to most antibiotics. It had removal efficiencies of above 99% for 1-10 mg/L phosphorus at 18-28 °C, pH 5.5-8.5, salinities 0-3%, C/N ratios 5-20, P/N ratios 0.1-0.2 and 20-260 rpm. It exhibited simultaneous aerobic phosphorus removal, nitrification and denitrification with the highest ammonium, nitrite, nitrate removal efficiencies of 99.87%, 100%, 99.37%. Phosphorus removal was accomplished by assimilating phosphate with the existence of polyphosphate kinase completely under aerobic condition. Genes involved in nitrogen removal were amplified. 99% of phosphorus and 95% of nitrogen in both mariculture and domestic wastewater were removed by HHEP5. This study provided sound methods for future screening of PAOs and new perspectives for renewed cognition of phosphorus removal process. Wide adaptation and remarkably aerobic phosphorus, nitrogen removal performances would make HHEP5 a promising candidate in wastewater treatment.