开闭路运行模式下微生物燃料电池型人工湿地处理抗生素废水的效果及微生物群落响应

为探究微生物燃料电池型人工湿地处理抗生素废水的效果,构建了闭路运行(CW-MFC1)与开路运行(CW-MFC2)的微生物燃料电池型人工湿地,研究了不同电路运行模式下微生物燃料电池型人工湿地对氮、COD以及抗生素的去除效果,并对阳极与阴极的微生物群落及其与污染物去除效果的关系进行了探究。结果表明,闭路运行模式下CW-MFC对NH+4-N、TN、COD以及盐酸环丙沙星(CIPH)与磺胺甲恶唑(SMX)2种抗生素的去除效果均显著高于开路运行模式(P<0.05),对NO^(−)_(3)-N的去除效果低于开路运行模式。16SrDNA测序结果表明:闭路运行模式下CW-MFC阳极具有更高的微生物丰富度和多样性;不同电路运行模式对阳极与阴极门水平上的微生物群落结构影响较小,但对属水平上的微生物组成有显著的影响。冗余分析结果表明,CW-MFC对污染物的去除率随着绝大多数阳极与阴极的细菌属的相对丰度增加而增加,但随着阳极的Methylotenera相对丰度的增加而减少。以上研究结果表明,闭路运行模式下CW-MFC处理高浓度抗生素废水具有更好的潜力。