Abfolge der mikrobiellen Gemeinschaft im Belebtschlamm und Leistung der Phosphorentfernung in einem Sequenz-Batch-Reaktor während des Übergangs von einem anoxisch/aeroben System zu EBPR

Technologien zur verbesserten biologischen Phosphorentfernung (EBPR), die breit in der Abwasserbehandlung eingesetzt werden, basieren auf der Aktivität von polyphosphat-akkumulierenden Organismen (PAOs). Der Übergang von konventionellen Systemen zu EBPR ist jedoch noch wenig verstanden. In dieser Studie wurden die Leistung der Phosphorentfernung und die Sukzession der mikrobiellen Gemeinschaft im Belebtschlamm in einem Sequenz-Batch-Reaktor während des Übergangs vom anoxisch/aeroben Prozess zur anaerob/aeroben EBPR-Konfiguration untersucht. Reaktordaten in Kombination mit molekularen Analysen zeigten, dass die Gemeinschaftsentwicklung durch drei deutlich unterscheidbare Stadien verlief. In den ersten 15–20 Tagen bildete sich eine Gemeinschaft mit ausgeprägtem PAO-Phänotyp, in der Vertreter der Gattung Azonexus dominierten (bis zu 23,8 %). Von 15–20 Tagen bis 2 Monate wurde ein Pseudo-Gleichgewichtszustand erreicht, mit stabiler Phosphorentfernung (36–51 %) und andauernder Dominanz von Azonexus (bis zu 23–18 %). Anschließend erfolgte eine Verschiebung der Gemeinschaftsstruktur, gekennzeichnet durch einen Rückgang von Azonexus (<1 %) und einen Anstieg von Accumulibacter (bis zu 8,3 %) sowie anderer potenzieller PAOs (Comamonadaceae und Thiotrichaceae); jedoch sank die Effizienz der Phosphorentfernung auf 27–31 %. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung der mikrobiellen Sukzession beim EBPR-Start, um betriebliche Strategien zur nachhaltigen Phosphorentfernung zu entwickeln.