高盐高碱环境下硝化反硝化过程及N₂O产生特征

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：代伟,赵剑强,丁家志,刘双

单位：长安大学环境科学与工程学院, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064,长安大学环境科学与工程学院, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064,长安大学环境科学与工程学院, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064,长安大学环境科学与工程学院, 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064

摘要：采用稳定运行在高盐高碱环境厌氧/好氧/缺氧（A_n/O/A）模式下的序批式生物膜反应器（SBBR），考察在不同碳氮比（C/N）条件下，硝化反硝化过程及N₂O产生特征.结果表明，在C/N为5、2和对照组（C/N=0）时，总氮去除率分别为（98.17±0.42）%、（65.78±2.47）%和（44.08±0.27）%； N₂O的产生量分别为（32.07±2.03）、（21.81±0.85）和（17.32±0.95） mg·L-1； N₂O转化率（N₂O产生量在去除总氮中的比例）分别为（29.75±0.93）%、（30.04±2.17）%和（41.69±0.80）%.高盐高碱条件下，亚硝酸盐氧化菌（NOB）受到很强的抑制作用，硝化过程基本停留在亚硝酸盐阶段.由于高盐高碱环境对N₂O还原酶活性的抑制，使得异养反硝化过程产生了大量N₂O，随着碳氮比的增大，有更多的碳源用于反硝化过程，因而总氮去除率和N₂O产生量均随之增加.随着碳氮比的增大，N₂O转化率随之降低，这可能是由于异养反硝化过程氮素还原酶对电子的竞争所形成的，碳氮比越高，电子竞争越弱.高通量测序表明：在SBBR中，氨氧化细菌（AOB）被富集，而几乎不存在NOB；优势异养反硝化菌属主要是Thauera、Azoarcus和Gemmobacter.

关键词：高盐高碱,硝化反硝化,N2O,序批式生物膜反应器(SBBR),高通量测序,