连续流SNAD工艺处理猪场沼液启动过程中微生物种群演变及脱氮性能

作     者：秦嘉伟 信欣 鲁航 张萍萍 王露蓉 邹长武 郭俊元 QIN Jia-wei;XIN Xin;LU Hang;ZHANG Ping-ping;WANG Lu-rong;ZOU Chang-wu;GUO Jun-yuan

作者机构：成都信息工程大学资源环境学院成都610225 中-塞环境与能源“一带一路”联合实验室成都610225 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2020年第41卷第5期

页      面：2349-2357页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：四川省教育厅科研项目(17ZA0067) 成都信息工程大学中青年学术带头人科研基金项目(J201614)。 

主　　题：SNAD工艺 猪场沼液 高通量测序技术 定量PCR 微生物种群 

摘      要：为了实现合建式连续流同步部分亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化SNAD(simultaneous partial nitrification,ANAMMOX,and denitrification)工艺处理实际猪场沼液,保持温度为(30±1)℃,控制溶解氧(DO)为(0.4±0.1)mg·L^-1,首先通过逐步提高模拟进水氨氮浓度来实现SNAD工艺的启动,然后实现SNAD工艺处理实际猪场沼液的稳定运行.同时,采用高通量测序和实时定量PCR(qPCR)技术对反应器启动前后及沼液替换成功时关键生物种群进行分析.结果表明,150 d左右可实现SNAD工艺的启动, 298 d完成实际沼液的替换,其出水(NO-3-N+NO-2-N)/ΔNH+4-N小于0.11,对NH+4-N和TN的平均去除率为63.26%和55.71%.高通量测序结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi,相对丰度50.78%)、变形菌门(Proteobacteria, 13.34%)、浮霉菌门(Planctomycetes, 9.26%)是沼液替换成功时污泥中的优势菌门;主要优势脱氮菌属Nitrosomonas的相对丰度由启动前1.55%增加到1.98%;两类具有厌氧氨氧化(ANAMMOX)功能菌CandidatusBrocadia和CandidatusKuenenia的相对丰度分别从启动前0.01%和未检出(0.01%)增加到4.66%和4.18%;Denitratisoma作为主要的反硝化菌,丰度由启动前未检出(0.01%)增加到2.06%.qPCR结果表明,与接种污泥相比,沼液替换成功后AOB、ANAMMOX菌和反硝化菌的含量均有明显增加.将SNAD工艺用于实际猪场沼液处理,可实现高效稳定脱氮,节约后续处理成本.