中国环境科学

作者：许炜怡, 黄凯文, 刘崇, 沈斐, 王硕, 李激

单位：1. 江南大学环境与生态学院, 江苏省厌氧生物技术重点实验室, 江苏 无锡 214122;2. 民政部一零一研究所, 北京 100070;3. 江苏无锡环境监测中心仪器分析实验室, 江苏 无锡 214121;4. 江苏省高校水处理技术与材料协同创新中心, 江苏 苏州 215009

关键词：硫自养反硝化,脱氮极限,胞外聚合物,酰基高丝氨酸内酯,群体感应

基金：国家重点研发项目(2023YFC3207601);江苏省政策引导类计划(国际科技合作/港澳台科技合作)专项资金(BZ2021030);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(102118220110000009024)

硫自养反硝化工艺(SADN)受水力停留时间(HRT)和进水NO3--N浓度的影响.通过逐步缩短HRT,提高进水NO3--N浓度的方式探究工艺脱氮极限,同时解析在此过程中胞外聚合物(EPS)和信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的变化特征以及微生物群落结构演替过程.在HRT从4.1h缩短至1.0h的过程中,硫自养反硝化菌群可快速适应环境,当HRT=1.0h,进水NO3--N含量为40mg/L,系统的TN去除率为99.74%,脱氮负荷高达958.53mg/(L·d).在此过程中,EPS含量的增加以TB-PN和TB-PS为主,AHLs含量的增加以C4-HSL为主.较缩短HRT而言,提高进水NO3--N浓度会促使C4-HSL含量显著增加并导致污泥结构逐渐趋向不稳定状态.C6-HSL是系统内最主要的AHLs,其含量在G4和G7阶段大幅增长是基于系统脱氮能力弱化后微生物所进行的自我调节.微生物群落组成分析表明,系统运行和氮负荷变化会对微生物群落进行驯化选择.在降HRT组中,Proteobacteria的norank_f_ Pleomorphomona-daceae作为优势菌属发挥主要作用,为反硝化菌提供底物以维持系统稳定运行.在提高NO3--N浓度后,UKL 13-1、Simplicispira、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Thermomonas逐渐演变为优势菌属,这些优势菌属均为具备脱氮功能的关键微生物.

来源：2024年第8期

《中国环境科学》期刊编辑部

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