限NH4+和限NO2-厌氧氨氧化系统的运行特性及微生物种群特征

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在控制进水TN浓度<50 mg·L-1、水力停留时间为2.0 h和水温为20℃条件下,采用连续流完全混合式反应器对比研究了限NH4+和限NO2-厌氧氨氧化系统的脱氮效能及微生物种群特征.结果表明,尽管两厌氧氨氧化反应器维持了类似的TN去除负荷[0.45~0.5 kg·(m3·d)-1]和TN去除率(70%左右),但限NH4+厌氧氨氧化反应器中△NO3-/△NH4+呈现更快的上升趋势.批式试验及高通量测序结果表明,限NH4+厌氧氨氧化反应器比限NO2-反应器具有更为显著的功能及微生物种群空间异质性.Candidatus_Brocadia是两反应器中的优势厌氧氨氧化菌属,限NH4+条件下Candidatus_Brocadia在大粒径颗粒污泥中的富集水平(53.9%)显著高于絮体污泥(19.1%);而在限NO2-条件下颗粒污泥与絮体污泥中Candidatus_Brocadia的相对丰度差别不大,分别为28.1%和21.3%.两反应器中均有Nitrospira存在且主要生存于絮体污泥中,对O2的需求应是驱动Nitrospira于絮体污泥中生长的关键因素;此外,限NH4+(即NO2-富余)环境可以促进Nitrospira的生长繁殖.综上,提出了基于选择性排泥的限NH4+厌氧氨氧化系统优化运行策略.
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