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Nitrification in activated sludge batch reactors is linked to protozoan grazing of the bacterial population

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Abstract:

Protozoa feed upon free-swimming bacteria and suspended particles inducing flocculation and increasing the turnover rate of nutrients in complex mixed communities. In this study, the effect of protozoan grazing on nitrification was examined in activated sludge in batch cultures maintained over a 14-day period. A reduction in the protozoan grazing pressure was accomplished by using either a dilution series or the protozoan inhibitor cycloheximide. As the dilutions increased, the nitrification rate showed a decline, suggesting that a reduction in protozoan or bacterial concentration may cause a decrease in nitrification potential. In the presence of cycloheximide, where the bacterial concentration was not altered, the rates of production of ammonia, nitrite, and nitrate all were significantly lower in the absence of active protozoans. These results suggest that a reduction in the number or activity of the protozoans reduces nitrification, possibly by limiting the availability of nutrients for slow-growing ammonia and nitrite oxidizers through excretion products. Furthermore, the ability of protozoans to groom the heterotrophic bacterial population in such systems may also play a role in reducing interspecies competition for nitrification substrates and thereby augment nitrification rates.Key words: nitrification, activated sludge, protozoan grazing, ammonia-oxidizing bacteria, cycloheximide.

Les protozoaires s'alimentent à partir de bactéries aquatiques libres et de particules en suspension, entraînant une floculation et augmentant le taux de renouvellement des nutriments dans des communautés complexes mixtes. Dans cette étude, nous avons examiné l'impact du broutage des protozoaires sur la nitrification dans de la boue activée sous forme de cultures discontinues maintenues sur une période de 14 jours. Une réduction de la pression de broutage des protozoaires fut réalisée soit en utilisant des dilutions en série ou avec l'inhibiteur de protozoaires, la cycloheximide. Le taux de nitrification a décliné à mesure que les dilutions augmentaient, indiquant qu'une réduction des concentrations de protozoaires ou de bactéries pourrait entraîner une diminution du potentiel de nitrification. En présence de cycloheximide, où la concentration de bactéries n'était pas altérée, les taux de production d'ammoniac, de nitrite et de nitrate était significativement inférieurs en l'absence de protozoaires actifs. Ces résultats indiquent qu'une réduction du nombre ou de l'activité des protozoaires diminue la nitrification probablement en limitant la disponibilité des nutriments utilisés par les oxydants d'ammoniac et de nitrite à croissance lente alimentés par les produits d'excrétion. Par ailleurs, la capacité des protozoaires à entretenir la population bactérienne hétérotrophe dans de tels systèmes pourrait également jouer un rôle dans la diminution de la compétition inter-espèces pour les substrats de nitrification et ainsi augmenter les taux de nitrification.Mots clés : nitrification, boues activées, broutage de protozoaires, bactéries oxydant l'ammoniac, cycloheximide.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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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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nrc/cjm/2005/00000051/00000009/art00009
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