中国环境科学

作者：王丹妮, 周向同, 韦静, 耿茹, 吴智仁, 刘志刚, 侯冰倩, 朱铖

单位：1. 江苏大学环境与安全工程学院, 江苏 镇江 212013;2. 深圳市环水投资集团有限公司, 广东 深圳 518031;3. 常州市深水江边污水处理有限公司, 江苏 常州 213001

关键词：改性玄武岩纤维,生物巢,N2O减排,溶解氧,微生物群落结构

基金：国家自然科学基金资助项目(51808264);常州市科技计划项目(CJ20241068);江苏水处理技术与材料协同创新中心预研项目(XTCXSZ2020-4);青海省科技厅重点研发与成果转化项目(2023SF121)

将伞状改性玄武岩纤维(MBF)生物载体应用于泥巢混合系统,探究MBF生物巢污水处理及N2O减排效果和机理;通过改变溶解氧(DO)浓度,探究DO对生物巢N2O减排影响机理.结果表明,相同运行条件下,MBF生物巢法较序批式活性污泥法的TN去除率提高63.87%,N2O排放量减少77.76%.16s RNA测序显示MBF生物巢内存在多种功能微区,微生物种群多样性丰富.Saccharibacteria genera incertae sedis为反应器主要脱碳功能菌,异养硝化好氧反硝化(HN-AD)菌属为主要硝化功能菌,其硝化过程无N2O排放.反硝化功能菌属在生物巢内、中层以常规异养反硝化菌(HDN)为主(17.42%、23.02%),在生物巢外层及悬浮污泥中以HN-AD菌为主(29.70%、27.53%),好/缺/厌氧菌属在生物巢各层中均有分布,反硝化菌属在MBF生物巢反应器中相对丰度高于序批式活性污泥反应器,促进反硝化进行,避免了中间产物积累,减少N2O排放量.DO浓度为2.5mg/L时,MBF生物巢反应器(M2) TN去除率最高(86.64%±1.14%),N2O排放量最低(0.78±0.83) mg N2O/g TN.各DO梯度下生物巢微生物种属类别基本一致,相对丰度存在差异.M2中HN-AD菌属为反应器中起硝化作用的主要功能菌,由内至外各层相对丰度为44.24%、61.34%、36.16%,利于N2O减排;HDN为M2起反硝化作用的主要功能菌,相对丰度适中,由内至外各层相对丰度为20.17%、12.00%、21.20%,NO2--N和NO3--N出水浓度为(0.011±0.002)和(1.65±0.46) mg/L,反硝化进行完全,利于N2O减排.

来源：2025年第4期

《中国环境科学》期刊编辑部

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