以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统性能OA北大核心CSTPCD

构建以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统,探究不同水力停留时间(HRT)和进水硝酸盐浓度(INC)下该系统的反硝化性能,为丝瓜络作为水产养殖尾水反硝化碳源的工艺优化提供理论依据。以丝瓜络(LS)为一维反硝化反应器(denitrification reactor,DR)外加碳源,在流场环境下,测定不同HRT(16、20、24和28 h)和INC(50、75、100和125 mg/L)下反硝化系统对硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)、亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(CODcr)的去除效果。并采用高通量测序技术对丝瓜络反硝化反应器(LS-DR)在运行初期和末期时的细菌群落结构进行分析。当INC为50 mg/L,HRT为24h时,LS-DR对NO_(3)^(-)-N和TN均有较好的去除效果,去除率分别为98.97%±0.52%和97.84%±0.94%,此时出水NO_(2)^(-)-N浓度也达到较低水平(小于0.5 mg/L);在HRT为24 h的基础上,当INC增加至75、100和125 mg/L时,其NO_(3)^(-)-N去除率和NO_(3)^(-)-N去除速率(NRR)均随INC的增加而显著增加,出水COD则随INC的增加而降低,但均未实现完全反硝化,然而,LS-DR在整个实验期间均能完全去除NH_(4)^(+)-N;扫描电镜结果显示,丝瓜络表面结构有利于微生物附着生长;高通量测序结果显示,LS-DR的优势菌门包括变形菌门、拟杆菌门、弯曲杆菌门、厚壁菌门和疣微菌门;被鉴定的优势菌属中热单胞菌属(1.46%)、陶厄氏菌属(0.55%)、固氮螺菌属(3.32%)、Simplicispira(1.01%)、假黄色单胞菌属(0.39%)、草螺菌属(3.02%)和Uliginosibacterium(0.9%)主要参与反硝化的进行,Cytophaga xylanolytica(1.61%)和Cloacibacterium(2.69%)主要参与了丝瓜络的降解,黄杆菌属(1.17%)和Diaphorobacter(0.64%)既能进行反硝化,也能降解丝瓜络。LS-DR的最佳HRT为24 h,最适宜的INC为50 mg/L。本研究为丝瓜络固相反硝化工艺的优化提供了理论基础,为开发新型缓释碳源在养殖尾水处理中的应用提供参考。