不同碳源及电压对微生物电解池脱氮性能的影响

摘要

在不同电压条件下,考察微生物电解池(MEC)对模拟沼液中不同碳源(乙酸、富里酸)和总氮的脱除效果,并分析其微生物群落结构变化。以乙酸为碳源,NO3--N几乎完全被去除,化学需氧量(COD)去除率稳定在72%左右;以富里酸为碳源,NO3--N和COD去除率分别下降至40%~50%和50%~60%。比较而言,MEC在0.2~0.4 V电压条件下COD和总氮去除性能更稳定;在更高的电压(0.8 V)条件下,NO3--N的去除率最高上升至52%,但总氮去除率下降至(32.4±3.7)%。高通量测序结果显示,外加电压可以有效地提高微生物菌群抵抗底物负荷冲击的能力,并增加MEC反应器内的菌群特别是自养脱氮菌的多样性和丰度。其中,自养反硝化菌Thanuera的丰度由4.35%增长到7.65%;在以富里酸为碳源的MEC反应器中,多种厌氧脱氮细菌被激活富集,反硝化细菌Anaerolineae最大丰度为11.16%,厌氧氨氧化菌Planctomycetota的相对丰度由对照组的0.41%提升至1.59%。