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Acid and alkaline treatments for enhancing the growth of rhizobia in sludge

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Abstract:

Wastewater sludges have been proposed as an effective media for the production of rhizobia. The effect of total suspended solid (TSS) concentrations and pretreatments of sludge on the growth of Sinorhizobium meliloti were investigated. Acid (pH 2.0–6.0 obtained with H2SO4) and alkaline (50–200 mequiv.wt./L of NaOH) treatments were applied to enhance the biodegradability of primary (0.325%–3.2% TSS obtained by dilution of original sample) and secondary (0.2%–0.4% TSS obtained by concentration of original sample) sludges. In primary sludge without pretreatment, the highest cell count (11.10 × 109 cfu/mL) was obtained with 1.3% TSS. However, a maximum cell count of 13.00 × 109 cfu/mL was reached using an acid treatment of pH 2.0 and a 0.325% TSS concentration. Moreover, the alkaline treatment with 100 mequiv.wt./L of NaOH and 0.65% TSS increased the cell yield to 21.00 × 109 cfu/mL. For secondary sludge without pretreatment, no enhancement of growth was observed while increasing TSS concentration. This may be due to the increase of inhibitory substances, such as heavy metals, and of the Ca and Mg concentrations. As in primary sludge, some acid and alkaline treatments of secondary sludge tend to improve the cell count of S. meliloti. However, the highest value of 9.80 × 109 cfu/mL obtained with 0.4% TSS at pH 2.0 was lower than that obtained with primary sludge. It was also observed that S. meliloti grown in treated sludges maintained its capacity to nodulate alfalfa.Key words: wastewater sludge, rhizobium, inoculum, sludge pretreatment, nodulation.

Les boues d'épuration ont été proposées comme un milieu de culture efficace pour la production des rhizobiums. L'effet de la concentration des solides totaux en suspension (TSS) et de pré-traitements des boues a été étudié sur la croissance de Sinorhizobium meliloti. Des traitements acides (pH 2,0 à pH 6,0 obtenu avec du H2SO4) et des traitements alcalins (50 à 200 mequiv.poids/L NaOH) ont été appliqués pour augmenter la biodégradabilité des boues primaires (0,325 % à 3,2 % TSS obtenus par dilution de l'échantillon original) et des boues secondaires (0,2 % à 0,4 % TSS obtenus par concentration de l'échantillon original). Dans les boues primaires non traitées, le nombre le plus élevé de cellules (11,10 × 109 ufc/mL) a été obtenu avec 1,3 % TSS. Cependant, un dénombrement maximum de 13,00 × 109 ufc/mL a été atteint avec un traitement acide à pH 2,0 sous une concentration de 0,325 % TSS. De plus, le traitement de 100 mequiv.poids/L NaOH à 0,65 % TSS a augmenté le rendement des cellules à 21,00 × 109 cfu/mL. Pour les boues secondaires sans pré-traitement, il n'y a pas eu d'amélioration de la croissance avec l'augmentation de la concentration des TSS. Ceci peut être dû à l'augmentation des substances inhibitrices comme les métaux lourds, et aux éléments Ca et Mg. Comme dans les boues primaires, quelques traitements acides et alcalins des boues secondaires ont causé une augmentation des comptes cellulaires de S. meliloti. Cependant, la valeur la plus élevée de 9,80 × 109 ufc/mL obtnenue avec 0,4 % TSS à pH 2,0 est plus faible que celle obtenue avec les boues primaires. Il a été aussi observé que S. meliloti produit dans les boues traitées a maintenu sa capacité à noduler la luzerne.Mots clés : boues d'épuration, rhizobium, inoculum, pré-traitement des boues, nodulation.

Keywords: boues d'épuration; inoculum; nodulation; pré-traitement des boues; rhizobium; sludge pretreatment; wastewater sludge

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2001

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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