以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统性能
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高书伟1，2
张凯1
李志斐1
谢骏1
王广军1
郁二蒙1
李红燕1
夏耘1
田晶晶1
龚望宝1
《水产研究进展》
2024年3期
摘要:
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28h）和INC（50、75、100和125mg/L）下反硝化系统对硝酸盐氮（NO3--N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、氨氮（NH4+-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NO3--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NO2--N浓度也达到较低水平（小于0.5 mg/L）；在HRT为24h的基础上，当INC增加至75、100和125mg/L时，其NO3--N去除率和NO3--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NH4+-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24h，最适宜的INC为50mg/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。
