Journals / Türk Biyokimya Dergisi / 2018 / Cilt: 43 - Sayı: 3
Application of Bdellovibrio bacteriovorus for reducing fouling of membranes used for wastewater treatment
- Journal
- Türk Biyokimya Dergisi
- Pages
- 296–305
- DOI
- —
Abstract
Background: Membrane bioreactor (MBR) systems usedfor wastewater treatment (WWT) processes are regardedas clean technologies. Degradation capacity of the predatorbacterium, Bdellovibrio bacteriovorus, was used as acleaning strategy for reducing membrane fouling.Method: Wastewater with different sludge age andhydraulic retention time were filtered through Poly(ether)sulphone (PES) membranes using dead end reactor.Change in filtration performance after cleaning of membranesurface by B. bacteriovorus was measured by comparisonof flux values. Bacterial community of the sludgewas determined by 16SrRNA sequence analysis. Communityprofile of membrane surface was analyzed by fluorescentin situ hybridization technique.Results: After cleaning of MP005 and UP150 membraneswith predator bacteria, 4.8 L/m2 · h and 2.04 L/m2 · hincrease in stable flux at steady state condition wasobtained as compared to the control, respectively. Aeromonas,Proteus, and Alcaligenes species were found tobe dominant members of the sludge. Bdellovibrio bacteriovoruslysed pure cultures of the isolated sludge bacteriasuccessfully. FISH analysis of the membrane surfaceshowed that Alfa-proteobacteria are the most numerousbacteria among the biofilm community on the membranesurface.Conclusion: Results suggested that cleaning of MBR membraneswith B. bacteriovorus has a potential to be used asa biological cleaning method.
Özet
Genel bilgi: Atıksu arıtımı için kullanılan membran biyoreaktör (MBR) sistemleri temiz teknolojiler olarak bilinmektedirler. Membran yüzeyinde biriken mikroorganizmalar nedeniyle membranın kirlenmesi MBR sistemlerin en önemli problemidir ve membranın kullanım ömrünün kısalmasına neden olmaktadır. Bdellovibrio bacteriovorus membranın tıkanmasının temel nedeni olan biyofilm komunitedeki hücre dışı polimerik maddelerin başlıca üreticilerinden olan Gram negatif bakterileri yiyerek beslenen avcı bir bakteridir. Amaç: Bu çalışmada avcı bakteri B. bacteriovorus ’un membranın tıkanma probleminin azaltılması amacıyla kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Yöntem: Farklı çamur yaşı ve hidrolik bekleme süresine sahip atıksular Ölü Üç Reaktör hücresi kullanılarak Polietersülfon (PES) membranlardan filtre edilmişlerdir. Bdellovibrio bacteriovorus ile temizleme işleminden sonra filtrasyon performansındaki değişim membran akılarının kıyaslanması ile ölçülmüştür. Aktif çamurun bakteri profili 16SrRNA dizi analizi ile belirlenmiştir. Membran yüzeyindeki biyofilm komunitesi Floresan in Situ Hibridizasyonu tekniği ile analiz edilmiştir. Bulgular: MP005 ve UP150 membranlarının avcı bakteri ile temizlenmesi sonucunda kontrol membranına kıyasla kararlı akıda sırasıyla 4,8 L/m2 · s ve 2,04 L/m2 · s ortalama artış tespit edilmiştir. Aeromonas, Proteus, ve Alcaligenes türlerinin çamurun baskın üyeleri olduğu görülmüştür. Bdellovibrio bacteriovorus’un izole edilen saf bakteri kültürlerini başarılı bir şekilde parçaladığı gözlenmiştir. Membran yüzeyinin FISH analizi Alfa-proteobakterilerin membran yüzeyinde çoğunlukta olduğunu göstermiştir. Tartışma ve Sonuç: Bdellovibrio bacteriovorus MBR sistemlerin temizilenmesinde biyolojik temizleme ajanı olarak kullanım potansiyeline sahiptir.