Biomethanisation of sewage sludge: Sonication pretreatment and monitoring of microbial communities
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Le résumé fourni par la source
The improvement of mesophilic biomethanisation of recalcitrant sewage sludge derived from urban wastewater treatment through the application of a sonication pretreatment was evaluated in parallel in two pilot-scale anaerobic digesters (two biological replicates: reactors RA and RB). The valorisation process was monitored through a novel and holistic approach that related the biomethanisation yield, and its main batch operational parameters, with the abundance of archaeal and bacterial communities in the anaerobic inocula. Sonication allowed achieving a methane yield coefficient derived from sewage sludge of 240 ± 20 mLSTPCH4/g VS (volatile solids) at the load range of 0.8–4.0 g VS/L in both reactors. The process was more stable in reactor B, with a wider range of loads being allowed (up to 5.29 g VS/L). Monitoring the presence of Archaea in the mixing liquor revealed a variation in their abundance throughout the process which was directly related to the availability of organic matter and pH. Advanced metagenomic analysis showed the phylogenetic and functional diversity of the complex microbiome involved. While Bacteria were widely distributed in 35 phyla, Archaea fitted in only two. Euryarchaeota was the majoritarian archaeal phylum (99.5 %) and its more abundant families are linked to methanogenic metabolism. Functional analysis revealed several relevant metabolic pathways that followed similar trends in both reactors. “Methane metabolism” clearly diminished at the end of the process in concordance with the exhaust of methane generation, while “ABC transporters” or “two-component systems”, involved in bacterial survival to changing environments, followed the opposite pattern. This integrated approach could help to increase the methanogenic valorisation of sewage sludge.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Biomethanisation of sewage sludge: Sonication pretreatment and monitoring of microbial communities
- Date Crossref
- 01/11/2024
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Córdoba pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Universidad de Granada pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Consejo Superior de Investigaciones Científicas pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Instituto de la Grasa pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Universidad Pablo de Olavide pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Instituto Químico para la Energía y el Medioambiente (IQUEMA) Área de Ingeniería Química pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Pharmacy Faculty Department of Microbiology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Granada Institute of Water Research pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Servicio Central de Apoyo a la Investigación (SCAI) pays non établi dans la noticeInstitution
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Departamento de Bioquímica y Biología Molecular pays non établi dans la noticeInstitution
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