光化合反应生物酶系统启动下厌氧-缺氧-好氧工艺活性污泥微生物群落结构响应

为探究光化合反应生物酶系统(Actinic reaction enzyme system,ARES)启动下厌氧-缺氧-好氧工艺(Anaerobic-anoxic-oxic,A2/O)系统中活性污泥微生物群落和功能,了解ARES系统在生活污水处理过程中的影响,采用Illumina-HiSeq 2000高通量测序平台研究ARES启动前后A2/O工艺系统中活性污泥微生物群落结构的演替,并结合污水处理效果相关主要参数,进而解析菌群的环境功能。研究发现,ARES系统启动前后活性污泥微生物群落结构具有明显差异。系统中丰富类群(平均相对丰度≥1%)的细菌门类主要有9个,占整体测序细菌总量的96%–98%。ARES系统启动后,变形菌门的b-变形菌门(Betaproteobacteria)相对丰度提高3.45%–3.85%,绿菌门(Chlorobi)相对丰度提高0.45%–2.61%,在厌氧单元,拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度提高12.97%,而放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度分别下降了9.60%和1.45%;细菌属水平上,Denitratisoma属相对丰度提高0.80%–3.27%,Haliangium属和弓形杆菌属(Arcobacter)相对丰度分别下降3.36%–4.52%、1.48%–3.45%,ARES启动前后细菌相对丰度差异显著。系统中丰富类群(平均相对丰度≥1%)的真菌门主要有7个,在ARES系统启动后罗兹菌门(Rozellomycota)相对丰度下降42.71%–46.77%,在厌氧单元子囊菌门(Ascomycota)相对丰度下降13.39%,而球囊菌门(Glomeromycota)相对丰度提高13.86%;真菌属水平,虫霉菌属(Entomophthoraceae sp.)和球囊菌属(Glomeromycota sp.)相对丰度分别提高31.35%–36.50%、6.27%–13.84%,而罗兹菌属(Rozellomycota sp.)和Xylochrysis lucida相对丰度显著降低,分别下降42.71%–46.77%、3.67%–5.54%。结果表明,ARES系统的启动引起了微生物群落对工艺条件改变的响应,特别是真菌群落的响应,同时提升了出水水质,尤其是对总氮的去除。