碳氮比对MBBR系统脱氮性能及微生物群落的影响

采用不同碳氮比(C/N)的合成废水,比较了连续流和序批式2种运行方式下单级移动床生物膜反应器(MBBR)的脱氮性能差异。结合宏基因组测序技术,对不同阶段载体上的生物膜进行了微生物群落和功能基因丰度分析,并分析了反应器内主要的氮素代谢通路,旨在探讨不同C/N和运行方式对MBBR系统脱氮性能和生物膜群落结构的影响。结果显示:C/N的变化对MBBR工艺NH_(4)^(+)-N去除影响不大,各阶段NH_(4)^(+)-N去除率均保持在95%以上,但同步硝化反硝化(SND)效率因受到反硝化性能的限制,各阶段存在较大差异。此外,SBMBBR反应器中总无机氮(TIN)去除率始终高于CFMBBR反应器,原因可能是反硝化过程中起关键作用的narGHI、napAB、nirK、nirS、norBC和nosZ功能基因的序列数总和存在差异。不同运行方式下的反应器中主要优势菌门和菌种差异明显,也是SBMBBR与CFMBBR反应器之间脱氮性能差异较大的重要原因之一。该结果可为MBBR反应器处理较低C/N的城市生活废水的优化设计和运行提供参考。