限NH₄⁺和限NO₂^-厌氧氨氧化系统的运行特性及微生物种群特征

来源：环境科学杂志2020年第1期北京时间：

作者：宋家俊,朱明奕,郭凯成,汪倩,刘文如,沈耀良

单位：苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室, 苏州 215009,江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215009,苏州科技大学环境科学与工程学院, 苏州 215009,城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室, 苏州 215009,江苏省水处理技术与材料协同创新中心, 苏州 215009

摘要：在控制进水TN浓度<50 mg·L-1、水力停留时间为2.0 h和水温为20℃条件下，采用连续流完全混合式反应器对比研究了限NH₄+和限NO₂-厌氧氨氧化系统的脱氮效能及微生物种群特征.结果表明，尽管两厌氧氨氧化反应器维持了类似的TN去除负荷［0.45~0.5 kg·（m3·d）-1］和TN去除率（70%左右），但限NH₄+厌氧氨氧化反应器中ΔNO₃-/ΔNH₄+呈现更快的上升趋势.批式试验及高通量测序结果表明，限NH₄+厌氧氨氧化反应器比限NO₂-反应器具有更为显著的功能及微生物种群空间异质性.Candidatus_Brocadia是两反应器中的优势厌氧氨氧化菌属，限NH₄+条件下Candidatus_Brocadia在大粒径颗粒污泥中的富集水平（53.9%）显著高于絮体污泥（19.1%）；而在限NO₂-条件下颗粒污泥与絮体污泥中Candidatus_Brocadia的相对丰度差别不大，分别为28.1%和21.3%.两反应器中均有Nitrospira存在且主要生存于絮体污泥中，对O₂的需求应是驱动Nitrospira于絮体污泥中生长的关键因素；此外，限NH₄+（即NO₂-富余）环境可以促进Nitrospira的生长繁殖.综上，提出了基于选择性排泥的限NH₄+厌氧氨氧化系统优化运行策略.

关键词：厌氧氨氧化(ANAMMOX),空间异质性,颗粒污泥,絮体,主流,