关键词:
周丛生物膜
小微水体
微污染水
脱氮除磷
微生物群落结构
摘要:
利用天然周丛生物构建了微藻-细菌-真菌三元复合生物膜,探讨了复合生物膜强化城乡小微水体微污染水脱氮除磷处理效能及其微生物群落结构特征。结果表明,相比于单一异养生物膜,微藻-细菌-真菌三元复合生物膜对总氮(total nitrogen,TN)和磷酸盐(PO43--P)的去除效率分别提高了34.2%和60.1%。正交实验分析结果表明,光照强度对复合生物膜强化微污染水氮、磷去除效能的影响最为显著,在最佳运行条件下,TN和PO43--P的最大去除率分别为94.1%和98.2%。批次活性实验结果表明异养硝化-好氧反硝化、厌氧氨氧化、微藻/光合细菌同化、微生物诱导磷酸盐沉淀等过程可能共同驱动了微污染水中氮、磷的有效去除。16S rDNA/ITS/18S rDNA扩增子高通量测序结果表明,Proteobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidota、Planctomycetota、Verrucomicrobiota、Actinobacteriota、Dependentiae为复合生物膜中的优势细菌门;Ascomycota、Basidiomycota、Rozellomycota、Chytridiomycota为优势真菌门;Chlorophyta、Bacillariophyceae是优势微藻门。Silanimonas、Chloroplast、Cyanobium_PCC-6307、Blastomonas、Leptolyngbyaceae、Porphyrobacter、NS11-12_marine_group、Sediminibacterium、Curvibacter、OLB12、Pirellula是复合生物膜中的优势细菌属;Trichoderma是优势真菌属;Chlorella、Chlamydomonas为优势微藻属。其中,Silanimonas、NS11-12_marine_group、Sediminibacterium、Curvibacter、OLB12及Trichoderma是负责异养硝化-好氧反硝化过程的关键微菌属;作为典型的厌氧氨氧化菌属,Pirellula可能有助于贫营养条件下氮的去除。研究结果初步解析了复合生物膜处理微污染水的多路径脱氮除磷过程及微生物群落特征,对城乡小微水体的生态修复及其生态涵养价值的提升具有重要意义。