低温下磁性载体强化MBBR硝化性能及微生物群落分析

为了增强生物膜耐寒性,提高低温环境下移动床生物膜反应器(MBBR)硝化性能,本文以投加磁性载体构建新型MBBR反应器(R2),同时以投加商用载体作为对照组(R1),在不同温度(14℃±1℃和9℃±1℃)下长期运行,考察了低温下磁性载体对反应器污染物去除性能和生物膜生长特性的影响,并利用高通量测序技术探究了生物膜微生物的响应关系.结果表明:在整个低温运行阶段(0～60天),R2对COD和氨氮去除效果均优于R1.特别在9℃±1℃时,R1和R2出水氨氮平均浓度分别为11.94mg/L、7.60mg/L,R2对氨氮平均去除率比R1提高了16.2％.低温下,磁性载体明显提高了生物膜硝化活性,并促进了胞外聚合物(EPS)分泌,维持和改善了生物膜的形貌结构.高通量测序结果显示,9℃±1℃下不同载体生物膜的微生物群落结构存在显著差异.两种载体的大多数优势属均能降解有机物;磁性载体富集了更多的硝化菌属,其氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的相对丰度比商用载体分别提高了1.82倍和1.05倍,并且驯化富集了MND1和Candidatus_Nitrotoga两种特有硝化菌属.从生物膜特性和硝化菌群丰度的角度解释了两个反应器氨氮去除效果的差异性,表明低温下磁性载体MBBR具有更好的硝化性能,可进一步开发应用.