Abstract Activated sludge blackening is an alarming issue encountered during the operation of biological treatment processes, but the microbiota associated with the blackening of activated sludge remains unknown. 16S rRNA gene amplicon sequencing was applied to reveal the microbial community composition and dynamics of activated sludge experiencing the sludge blackening in this study. Surprisingly, microorganisms proliferated significantly in blackened sludge are not known to sulfur metabolism based on the information available. Functional profiles indicated that microbial communities of all 14 sludge samples have potential to reduce sulfate to sulfide. Genome annotation further validated microorganisms affiliated with Acidovorax and Mycolicibacterium were responsible for sulfide production in all samples. The homologues of Pseudomonas fluorescens, Janthinobacterium lividum, Hydrogenophaga intermedia, and Mycolicibacterium pulveris were potential active sulfide producer dominated the blackened sludge. This study revealed a more diverse sulfide producing microbial community unknown previously and further delineation of their metabolic versatilities including denitrification, sulfate reduction to sulfide, and thiosulfate oxidation to sulfate is necessary. Findings from this study suggested a broad role and contribution of these generalist microorganisms in regulating ecological sulfur-nitrogen-carbon transformation. Knowledge from such research offer in-depth understanding of the biochemical reaction responsible for sludge blackening and inspired novel research focuses on microbial-driven sulfur-nitrogen-carbon cycle.

中文翻译：

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与活性污泥变黑相关的微生物群分析

摘要 活性污泥发黑是生物处理过程中遇到的一个令人担忧的问题，但与活性污泥发黑相关的微生物群仍然未知。本研究应用16S rRNA基因扩增子测序来揭示经历污泥变黑的活性污泥的微生物群落组成和动态。令人惊讶的是，根据可用信息，在变黑的污泥中显着增殖的微生物并不知道硫代谢。功能概况表明，所有 14 个污泥样品的微生物群落都有将硫酸盐还原为硫化物的潜力。基因组注释进一步验证了与食酸菌和分枝杆菌相关的微生物是所有样品中硫化物产生的原因。荧光假单胞菌的同系物，Janthinobacterium lividum、Hydrogenophaga intermedia 和粉状分枝杆菌是潜在的活性硫化物生产者，主导着变黑的污泥。这项研究揭示了以前未知的更多样化的产生硫化物的微生物群落，并且有必要进一步描述它们的代谢多功能性，包括反硝化、硫酸盐还原为硫化物和硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。粉状分枝杆菌是潜在的活性硫化物生产者，主导了变黑的污泥。这项研究揭示了以前未知的更多样化的产生硫化物的微生物群落，并且有必要进一步描述它们的代谢多功能性，包括反硝化、硫酸盐还原为硫化物和硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。粉状分枝杆菌是潜在的活性硫化物生产者，主导了变黑的污泥。这项研究揭示了以前未知的更多样化的产生硫化物的微生物群落，并且有必要进一步描述它们的代谢多功能性，包括反硝化、硫酸盐还原为硫化物和硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。这项研究揭示了以前未知的更多样化的产生硫化物的微生物群落，并且有必要进一步描述它们的代谢多功能性，包括反硝化、硫酸盐还原为硫化物和硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。这项研究揭示了以前未知的更多样化的产生硫化物的微生物群落，并且有必要进一步描述它们的代谢多功能性，包括反硝化、硫酸盐还原为硫化物和硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。这项研究的结果表明，这些通用微生物在调节生态硫-氮-碳转化方面具有广泛的作用和贡献。来自此类研究的知识提供了对导致污泥变黑的生化反应的深入理解，并激发了对微生物驱动的硫-氮-碳循环的新研究。