Various pretreatments are commonly adopted to facilitate dissolved organic matter (DOM) release from waste activated sludge (WAS) for high-valued volatile fatty acids (VFAs) promotion, while the interplay impact of DOM dynamics transformation on microbial population and metabolic function traits is poorly understood. This work constructed "DOM-microorganisms-metabolism-VFAs" symbiotic ecologic networks to disclose how DOM dynamics variation intricately interacts with bacterial community networks, assembly processes, and microbial traits during WAS fermentation. The distribution of DOM was altered by different pretreatments, triggering the release of easily biodegradable compounds (O/C ratio > 0.3) and protein-like substance. This alteration greatly improved the substrates biodegradability (higher biological index) and upregulated microbial metabolism capacity (e.g., hydrolysis and fatty acid synthesis). In turn, microbial activity modifications augment substance metabolism level and expedite the conversion of highly reactive compounds (proteins-like DOM) to VFAs, leading to 1.6-4.2 fold rise in VFAs generation. Strong correlations were found between proteins-like DOM and topological properties of DOM-bacteria associations, suggesting that high DOM availability leads to more intricate ecological networks. A change in the way communities assemble, shifting from stronger uniform selection in pH10 and USp reactors to increased randomness in heat reactor, was linked to DOM composition alterations. The ecologic networks further revealed metabolic synergy between hydrolytic-acidogenic bacteria (e.g., Bacteroidota and Firmicutes) and biodegradable DOM (e.g., proteins and amino sugars) leading to higher VFAs generation. This study provides a deeper knowledge of the inherent connections between DOM and microbial traits for efficient VFAs biosynthesis during WAS anaerobic fermentation, offering valuable insights for effective WAS pretreatment strategies.

Elevating ammonia nitrogen (NH4+-N) levels pose substantial threats to both human health and ecological systems. Employing adsorption as a strategic approach for NH4+-N removal is appealing due to its operational simplicity and high efficiency. Prior studies have successfully harnessed valuable volatile fatty acids through the anaerobic co-fermentation of waste activated sludge (WAS) and orange peel waste (OPW). Nevertheless, the proper disposal of the resulting fermentation residue remains a critical concern. This study highlights the effectiveness of biochar derived from WAS/OPW co-fermentation residue in adsorbing NH4+-N in aquatic environments. The highest NH4+-N removal rates were attained at 9.76, 44.1, 76.0, and 97.8% for biochar dosages of 3, 5, 8, and 10 g/L, respectively. The adsorption of NH4+-N by biochar closely aligns with the Langmuir model and exhibits compatibility with both pseudo-first and pseudo-second kinetic models. This implies a single-layer adsorption process with the simultaneous occurrence of physical and chemical adsorption. Subsequent analysis revealed that, relative to fermentation residue, biochar exhibited a more porous structure post-pyrolysis, with a specific surface area 3.43 times larger, increased pore volume, and additional mesopores. Furthermore, the biochar displayed a higher abundance of functional groups and metal oxides after pyrolysis, collectively contributing to its robust adsorption capability for NH4+-N. This research introduces a promising approach for mitigating NH4+-N pollution in aquatic environments while concurrently enhancing the resource utilization of organic solid waste.

Various exogenous contaminants typically coexist in waste activated sludge (WAS), and the long-term impacts of these co-occurring contaminants on WAS anaerobic fermentation and associated mechanisms remain largely unknown. This study reveals that the co-occurrence of surfactants and nanoparticles (NPs, i.e., Fe

Abstract Chronic intermittent hypoxia (CIH) and chronic sleep fragmentation (CSF) are two cardinal pathological features of obstructive sleep apnea (OSA). Dietary obesity is a crucial risk intermediator for OSA and metabolic disorders. Gut microbiota affect hepatic and adipose tissue morphology under conditions of CIH or CSF through downstream metabolites. However, the exact relationship is unclear. Herein, chow and high-fat diet (HFD)-fed mice were subjected to CIH or CSF for 10 weeks each and compared to normoxia (NM) or normal sleep (NS) controls. 16S rRNA amplicon sequencing, untargeted liquid chromatography-tandem mass spectrometry, and histological assessment of liver and adipose tissues were used to investigate the correlations between the microbiome, metabolome, and lipid metabolism under CIH or CSF condition. Our results demonstrated that CIH and CSF regulate the abundance of intestinal microbes (such as Akkermansia mucinphila , Clostridium spp. , Lactococcus spp. , and Bifidobacterium spp .) and functional metabolites, such as tryptophan, free fatty acids, branched amino acids, and bile acids, which influence adipose tissue and hepatic lipid metabolism, and the level of lipid deposition in tissues and peripheral blood. In conclusion, CIH and CSF adversely affect fecal microbiota composition and function, and host metabolism; these findings provide new insight into the independent and synergistic effects of CIH, CSF, and HFD on lipid disorders.