Fe3+对MBBR系统脱氮途径及关键酶性能影响分析

作者：王依婷; 汪宇; 高宇; 张琼; 李韧; 于莉芳^*; 彭党聪

来源：环境科学学报, 2022, 42(05): 169-177.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2021.0407

• 移动床生物膜系统
• 脱氮性能
• 同步短程硝化反硝化
• 脱氮途径
• 酶活性

为考察Fe3+对移动床生物膜系统(Moving-bed Biofilm Reactor,MBBR)脱氮途径及相关酶活性的影响，以15℃下长期运行的移动床生物膜为研究对象，确定Fe3+的最佳投加浓度，在此基础上，启动运行MBBR1(添加Fe3+)与MBBR2(不添加Fe3+)，对比分析了两反应器脱氮性能、相关酶活性、微生物群落结构及脱氮途径.结果表明，添加10 mg·L-1Fe3+的MBBR1与MBBR2相比，氨氧化、亚硝酸盐氧化、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原的速率分别增加了75%、3%、10%和6%，氨单加氧化酶(Ammonia Monooxygenase,AMO)、羟胺氧化酶(Hydroxylamine Oxidoreductase,HAO)、亚硝酸盐氧化酶(Nitrite Oxidoreductase,NXR)、硝酸盐还原酶(Nitrate Reductase,NAR)和亚硝酸盐还原酶(Nitrite Reductase,NIR)的活性分别增加了10%、13%、2%、108%和3%，总氮去除率提高了11.17%.Illumina MiSeq测序结果表明，MBBR1中Nitrosomonas与Thauera相对丰度均高于MBBR2,NOB相对丰度接近.模型计算结果显示，MBBR1主要脱氮途径为同步短程硝化反硝化，而MBBR2主要脱氮途径为全程硝化反硝化.综上，Fe3+可通过影响脱氮过程中关键酶活性及生物群落结构，强化MBBR系统同步短程硝化反硝化能力以提高MBBR系统脱氮性能.

• 出版日期2022
• 单位西安建筑科技大学