两级ANAMMOX串联快速启动后置反应器的性能及机理

外源添加酰基高丝氨酸内酯类信号分子(AHLs)可以提高厌氧氨氧化菌(AAOB)的活性,有助于厌氧氨氧化(ANAMMOX)的快速启动,然而,AHLs的获取会增加操作成本.基于此,本研究构建了两级ANAMMOX串联反应器,以充分利用一级反应器(R1)出水有效成分实现后置反应器(R2)的快速启动.以R1的出水为进水,并逐渐过渡到以R1出水上清液和合成废水为进水的策略运行R2;通过脱氮性能、污泥特性和微生物群落变化来验证该策略的可行性,并进行了相关的机理分析.结果表明,R2在第56天实现了快速启动,运行90 d后,在总氮容积负荷为0.6～0.7 kg·(m3·d)-1 时,总氮去除率达到93％以上,显著高于直接以合成污水启动的对照组(R3,61％).这可归因于R1流失污泥为R2提供了稳定的生物量补充,并且其上清液包含的群体感应信号分子促进了 R2中AAOB的活性提高.高通量测序结果表明,R1出水引入的有机物导致R2群落多样性升高,反硝化菌等异养菌相对丰度增加,ANAMMOX功能菌Candidatus Brocadia占比下降,然而,与R1相比,R2物质运输和代谢相关功能基因表达水平上调.以上结果说明,通过两级ANAMMOX串联实现后置反应器的快速启动是可行的.