采用高通量测序分析全程自养脱氮（CANON）系统不同脱氮效能下的微生物群落结构
摘要
从微生物优势菌群构成角度揭示一体式全程自养脱氮反应器（completely autotrophic nitrogen removal overnitrite,CANON）启动、稳态运行及崩溃的微观机理,有助于优化调控微生物种群、增强CANON的脱氮效能.试验采用序批式反应器（sequencing batch reactor,SBR）,以间歇曝气方式启动CANON系统（35益依1益）,考察了CANON系统从启动、稳定到恶化过程的氮素转化率和微生物活性;同时对污泥样品采用16S r DNA宏基因组高通量测序技术,考察种泥和不同脱氮效能时期的微生物种群结构.试验结果表明：本CANON系统的厌氧氨氧化菌（anaerobic ammonium oxidation bacteria,An AOB）为Candidatus Kuenenia,氨氧化菌（ammonium oxidation bacteria,AOB）和硝化菌（nitrite oxidation bacteria,NOB）分别为亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）和UnculturedNitrospinaceae;系统启动时,An AOB丰度达到0.44%,AOB和NOB分别占总菌的27.61%和1.33%,脱氮效果最佳时的总氮容积去除率达到218.0 mg/（L·d）;由于系统溶解氧质量浓度较低（0.15～0.25 mg/L）,好氧段发生厌氧氨氧化反应,好氧段结束时亚硝氮积累量持续下降,导致缺氧段亚硝酸盐基质不足,An AOB受到抑制;长期运行条件下,反应器内生物多样性及An AOB丰度均有所下降.反应末期,Nitrosomonas占总菌群数量的62%,成为优势菌种,而An AOB仅占0.13%,与此时较低的总氮容积去除率（19.3 mg/（L·d））相吻合.