为探究低溶解氧(DO＜0.5 mg·L-1)条件对厌氧氨氧化(anammox)工艺脱氮性能、生物膜及颗粒污泥特性、菌群结构及其功能基因的影响,试验构建了试验室规模的上流式载体生物膜-颗粒污泥anammox系统.结果表明,反应器在长达175 d的运行过程中脱氮性能良好且运行十分稳定,系统平均NH4+-N、NOZ-N和TN去除率分别为95.0％±2.1％、99.0％±1.0％和87.0％±2.1％.在紧密结合型EPS(TB-EPS)中,颗粒污泥与载体生物膜的蛋白(PN)/多糖(PS)值分别为0.094和0.048,有利于颗粒污泥和生物膜的形成.粒径大于0.5 mm的anammox颗粒污泥占比达到72.0％,有利于系统持留脱氮菌群.菌群结构分析中发现,生物膜的优势菌门分别为变形菌门(29.6％)、浮霉菌门(10.7％)和绿弯菌门(10.7％),颗粒污泥具有相似的优势菌门,对应相对丰度(RA)分别为25.6％、24.3％和7.6％.生物膜和颗粒污泥的优势AnAOB属均为Candidatus Brocadia,但其在颗粒污泥中的相对丰度为14.3％,是生物膜中的3.4倍.在颗粒污泥与载体生物膜中均存在与脱氮相关的功能基因nirS、nirK、nirB、hdh、hzo和hzs,由于低DO(0.11-0.13mg·L-1)的存在还发现了与硝化相关的功能基因,包括氨单加氧酶(amoA/B/C)、羟胺氧化还原酶(hao)和亚硝酸盐氧化还原酶(nxrA/B).基于此,低DO条件反应器取得了较高的anammox脱氮性能,并有可能发生了硝化反应和内源反硝化反应,从而减小了 anammox反应的化学计量比.

厌氧氨氧化;生物膜;颗粒污泥;胞外聚合物;功能菌群;宏基因组

李亦舒;刘亚雷;赵一淳;方媛媛;阳广凤;王博涵;李佳瑞;吴懂;畅犇泽

浙江海洋大学,海洋科学与技术学院,舟山316022;浙江省石油化工环境污染控制重点试验室,舟山316022;浙江海洋大学,石油化工与环境学院,舟山316022

环境科学学报

[1]李亦舒;刘亚雷;赵一淳;方媛媛;阳广凤;王博涵;李佳瑞;吴懂;畅犇泽-.低溶解氧胁迫下生物膜-颗粒污泥anammox工艺生物富集特性及脱氮功能菌群和基因的演变研究)[J].环境科学学报,2022(06):35-43

hdh,hzs

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