反硝化型甲烷厌氧氧化（nitrate-/nitrite-denitrifying methane anaerobic oxidation,N-DAMO）过程是以甲烷为唯一碳源、以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体的甲烷厌氧氧化过程。N-DAMO技术不仅为废水中的氮去除提供了新途径,还可有效缓解温室效应。我国环境水体和污水中普遍存在硫酸盐,N-DAMO微生物可生存于含不同浓度硫酸盐的水体中。为探明不同浓度硫酸盐对N-DAMO过程的影响,本研究以两个不同N-DAMO系统（以N-DAMO细菌为优势菌种的Nitrite-DAMO系统和由N-DAMO古菌和N-DAMO细菌共存的Nitrate-DAMO系统）为研究对象,通过短期和长期试验考察了硫酸盐对两个N-DAMO系统生物反应过程的影响,探究了N-DAMO系统在硫酸盐作用下的响应机制,并分析了硫酸盐对N-DAMO过程的动力学及化学计量学特性的影响规律。研究结果表明,不同浓度硫酸盐(0-200 mg SO₄^2-/L)对Nitrite-DAMO系统性能的短期影响呈先促进后抑制趋势,Nitrate-DAMO系统在不同浓度硫酸盐(0-380 mg SO₄^2-/L)的短期影响也呈相似趋势。硫酸盐对Nitrite-DAMO系统脱氮性能影响动力学符合Edward方程和Han-Levenspiel方程,通过拟合得出硫酸盐对Nitrite-DAMO系统的初始抑制浓度和使Nitrite-DAMO系统完全失去脱氮性能的硫酸盐浓度分别为189.70和302.75 mg SO₄^2-/L;硫酸盐对Nitrate-DAMO系统脱氮性能影响动力学过程符合非底物抑制方程和Haldane方程,通过拟合得出硫酸盐对Nitrate-DAMO系统的初始抑制浓度和令Nitrate-DAMO系统完全失去脱氮性能的硫酸盐浓度分别为78.00和389.66 mg SO₄^2-/L。拟合结果与试验结果吻合较好。同时,硫酸盐会影响N-DAMO系统中N-DAMO微生物的生长周期,在0、80和200 mg SO₄^2-/L条件下,Nitrite-DAMO细菌的倍增期分别为16.41、13.48和22.80天;在0、40和80 mg SO₄^2-/L条件下,Nitrate-DAMO系统中N-DAMO微生物的倍增期分别为24.73、19.52和28.75天。因此,在一定范围内,硫酸盐对N-DAMO系统的影响是先促进后抑制的,其中,Nitrite-DAMO系统的最适硫酸盐浓度为80 mg SO₄^2-/L;Nitrate-DAMO系统的最适硫酸盐浓度为40 mg SO₄^2-/L。在整个试验过程中,两个N-DAMO系统中均未出现硫酸盐消耗现象,这说明在研究过程中未发生硫酸盐还原耦合甲烷氧化过程。一方面,80 mg SO₄^2-/L浓度的硫酸盐对Nitrite-DAMO系统起到明显促进作用,且在90天的长期运行后,Nitrite-DAMO系统内甲酸含量有所增加,乙酸含量大幅度降低。通过SEM分析发现,细胞表面产生了较多胞外聚合物（EPS）,其中,蛋白质类含量占比最大,其次是腐殖酸和多糖类。通过高通量测序分析发现Nitrite-DAMO系统中Patescibacteria门的unclassfied＿c＿ABY1和Bacteroidetes门的norank＿f＿LD-RB-34丰度的增加是系统脱氮速率增加的主要原因。同时,200 mg SO₄^2-/L浓度的硫酸盐对Nitrite-DAMO系统起到了轻微的抑制作用,在90天的长期运行后,Nitrite-DAMO系统内VFAs含量减少。通过SEM分析发现,细胞表面出现大量EPS以及一些细条状结构;EPS总量增加,其中蛋白质类含量增加,而腐殖酸、多糖类含量有所减少。通过高通量测序分析发现200 mg SO₄^2-/L硫酸盐对Nitrite-DAMO系统的抑制作用主要在于影响Patescibacteria门的丰度和多样性。硫酸盐作用下,蛋白质起稳定Nitrite-DAMO系统的作用。硫酸盐会影响Nitrite-DAMO系统的微生物群落结构的多样性和菌种丰富度,但在整个试验过程中并未出现新的菌门。另一方面,40mg SO₄^2-/L浓度的硫酸盐对Nitrate-DAMO系统起到明显促进作用,且在90天的长期运行后,Nitrate-DAMO系统内甲醇含量有所增加。通过SEM分析发现,细胞之间的连接更加密集,且EPS中蛋白质类含量增长最快,其次是多糖类、腐殖酸,PN/PS比值减小。通过q PCR分析发现Nitrate-DAMO系统中ANME-2d丰度大幅度增加。同时,80 mg SO₄^2-/L浓度的硫酸盐对Nitrate-DAMO系统起到了轻微的抑制作用,在90天的长期运行后,Nitrate-DAMO系统内甲醇含量减少。通过SEM分析发现,细胞表面及细胞间连接处出现大量EPS;因腐殖酸、蛋白质类含量的减少,EPS总量减少。通过q PCR分析发现Nitrate-DAMO系统中ANME-2d丰度大幅度减少。Nitrate-DAMO系统中ANME-2d古菌受硫酸盐影响较大。因此,Nitrite-DAMO系统中受硫酸盐影响程度最大的为Patescibacteria门的unclassfied＿c＿ABY1和Bacteroidetes门的norank＿f＿LD-RB-34;Nitrate-DAMO系统中受硫酸盐影响程度最大的为ANME-2d古菌。综上所述,本研究以Nitrite-DAMO系统和Nitrate-DAMO系统为研究对象,研究了硫酸盐对两个不同N-DAMO系统的作用和机理。从上述结果可知,在一定范围内,硫酸盐对N-DAMO系统的影响是先促进后抑制的,其中,Nitrite-DAMO系统的最适硫酸盐浓度为80 mg SO₄^2-/L;Nitrate-DAMO系统的最适硫酸盐浓度为40 mg SO₄^2-/L;Nitrite-DAMO系统中受硫酸盐影响程度最大的为Patescibacteria门的unclassfied＿c＿ABY1和Bacteroidetes门的norank＿f＿LD-RB-34;Nitrate-DAMO系统中受硫酸盐影响程度最大的为ANME-2d古菌。