Mn^(2+)对A/O-BAF系统处理效能和细菌群落多样性的影响

摘要

【目的】通过考察Mn^(2+)对A/O-BAF系统处理效能及微生物群落多样性的影响,研究了15℃下不同浓度Mn^(2+)对A/O-BAF系统处理效能的影响,并通过高通量测序考察了细菌群落多样性的变化情况。【方法】在温度15℃、水力负荷0.50 m3/(m2·h)、气水比10:1的条件下,在进水中投加Mn^(2+),考察反应器处理效能的变化情况,并通过高通量测序对BAF生物膜样品进行分析。【结果】2.0 mg/L Mn^(2+)作用下A/O-BAF系统的COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别提高3.51%、2.21%、6.26%和12.13%;4.0 mg/L Mn^(2+)作用下COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别提高了4.24%、1.92%、7.75%和10.73%;Mn^(2+)作用下A/O-BAF系统内反硝化细菌和亚硝酸菌的数量明显增加,硝酸菌数量有所减少,生物膜量和生物膜活性提高。高通量测序结果可知:2.0 mg/L和4.0 mg/L Mn^(2+)作用下,微生物群落多样性大幅增加,样本OTU数量从4430分别提高到5659和5556;BAF柱内变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、黄色单胞菌科(Xanthomonas)、红环菌科(Rhodocyclaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadacea)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、陶厄式菌属(Thauera)、Denitratisoma、Sulfuritalea和热单胞菌属(Thermomonas)的相对丰度增加。部分微生物丰度[例如Denitratisoma、Sulfuritalea、红环菌科(Rhodocyclaceae)和丛毛单胞菌科(Comamonadacea)]的增加幅度随着Mn^(2+)浓度的提高有所减少;Mn^(2+)作用下硝化螺旋菌门(Nitrospirae)和硝化螺菌属(Nitrosospira)的相对丰度减少。【结论】一定浓度下Mn^(2+)主要是通过促进A/O-BAF系统的亚硝化和反硝化作用和除磷微生物的生长提高A/O-BAF系统污染物去除效果,但对硝化的促进效果并不明显,且硝酸菌更易被Mn^(2+)的抑制和毒害作用所影响。