连续流SNAD工艺处理猪场沼液启动过程中微生物种群演变及脱氮性能

为了实现合建式连续流同步部分亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化SNAD(simultaneous partial nitrification,ANAMMOX,and denitrification)工艺处理实际猪场沼液,保持温度为(30±1)℃,控制溶解氧(DO)为(0.4±0.1)mg·L-1,首先通过逐步提高模拟进水氨氮浓度来实现SNAD工艺的启动,然后实现SNAD工艺处理实际猪场沼液的稳定运行.同时,采用高通量测序和实时定量PCR(qPCR)技术对反应器启动前后及沼液替换成功时关键生物种群进行分析.结果表明,150 d左右可实现SNAD工艺的启动,298 d完成实际沼液的替换,其出水(NO3--N+NO2--N)/ΔNH4+-N小于0.11,对NH4+-N和TN的平均去除率为63.26％和55.71％.高通量测序结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi,相对丰度50.78％)、变形菌门(Proteobacteria,13.34％)、浮霉菌门(Planctomycetes,9.26％)是沼液替换成功时污泥中的优势菌门;主要优势脱氮菌属Nitrosomonas的相对丰度由启动前1.55％增加到1.98％;两类具有厌氧氨氧化(ANAMMOX)功能菌Candidatus_Brocadia和Candidatus_Kuenenia的相对丰度分别从启动前0.01％和未检出(<0.01％)增加到4.66％和4.18％;Denitratisoma作为主要的反硝化菌,丰度由启动前未检出(<0.01％)增加到2.06％.qPCR结果表明,与接种污泥相比,沼液替换成功后AOB、ANAMMOX菌和反硝化菌的含量均有明显增加.将SNAD工艺用于实际猪场沼液处理,可实现高效稳定脱氮,节约后续处理成本.