耐酸反硝化复合菌群的构建及强化生物脱氮

来源：中国环境科学杂志2024年第12期北京时间：

作者：任晓兰, 牛浩英, 袁进, 端允, 范晓军

单位：太原理工大学环境与生态学院, 山西 晋中 030600

摘要：为增强酸性含氮废水生物脱氮效果和提高水处理微生物对酸性水质条件的适应性,采用“自下而上”的脱氮菌群构建策略,利用统计分析和部分因子实验筛选核心菌株,并围绕核心菌株理性设计构建了一组反硝化复合菌群S119-S136-L22,其在pH值为4.0, NO3--N初始质量浓度200mg/L的条件下,36h硝氮去除率为97.32%.通过全基因组测序并结合各菌株与氮代谢、反硝化作用相关基因分析,推测菌群中菌株S136和L22主要负责将NO3--N还原成NO2--N,S119负责将NO2--N还原为N2.序批式反应器(SBR)研究显示,实验组较空白组NO3--N、TN的去除率分别提高28.99%、28.67%.高通量测序与系统微生物群落互作网络分析表明,相较于空白组,除了Enterobacter、Alcaligenes和Klebsiella,实验组还出现了2个差异功能菌属Cloacibacterium、Serratia.实验组呈现出更为复杂多样的正相关路径,不仅复合菌群中各菌属间呈协同促进作用, Serratia与Acinetobacter、 Achromobacter, Cloacibacteriu与Macellibacteroides和Pleomorphomonas也呈共线性关系.出水TN、NO3--N与微生物菌群互作网络分析,Cloacibacterium主要驱动TN、NO3--N的去除, Pleomorphomonas、Microbacterium、Propionicicella在TN、NO3--N的去除过程中也发挥了重要作用.

关键词：酸性含氮废水,复合菌群,脱氮,全基因组测序,互作网络

基金资助：国家自然科学基金资助项目(52170045);山西省重点研发计划资助项目(202102130501008)