Please wait a minute...

大连海洋大学学报  2021, Vol. 36 Issue (3): 470-477    
  |
曝气条件对铁基复合填料生物滤器脱氮性能及菌群变化的影响
隗陈征1,2,刘鹰1,2,任纪龙1,2,马洪婧1,2,吴英海1,韩蕊1,2*
1.大连海洋大学 海洋科技与环境学院,辽宁 大连 116023;2.设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023
Effects of aeration conditions on nitrogen removal performance and microbial community changes in biological aerated filter with iron-based composite packing
WEI Chenzheng1,2, LIU Ying1,2, REN Jilong1,2, MA Hongjing1,2, WU Yinghai1, HAN Rui1,2*
1.College of Marine Technology and Environment, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 2.Key Laboratory of Environment Controlled Aquaculture (KLECA), Ministry of Education, Dalian 116023, China
下载:  HTML  PDF (3803KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 填料和微生物是影响曝气生物滤器(biological aerated filter, BAF)污水处理性能的重要因素,为探究不同曝气条件下曝气生物滤器处理海水养殖废水脱氮性能及填料上微生物群落特征,试验设置3种不同曝气条件的BAF处理组(24 h连续曝气、12 h间歇曝气和0 h曝气),并将聚碳酸亚丙脂(PPC)凝胶亲水填料和海绵铁以3∶1(质量比)混合形成复合固定化生物填料引入BAF系统。结果表明:铁基复合填料 12 h间歇曝气处理的氨氮去除率高且积累低;12 h间歇曝气处理中海绵铁填料的微生物群落多样性指数(Shannon、Chao1和ACE)高于其他处理组,这说明该处理的微生物群落多样性和丰度最高;12 h间歇曝气处理中海绵铁填料中的不动杆菌属Acinetobacter、代尔夫特菌属Delftia及在PPC填料处理中的发光杆菌属Photobacterium等具备反硝化能力的菌属相对丰度高于其他处理组。研究表明,铁基复合填料BAF在12 h间歇曝气条件下富集了更多的反硝化细菌,使曝气生物滤器具有良好的脱氮性能,同时将节省更多能耗。
服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
隗陈征
刘鹰
任纪龙
马洪婧
吴英海
韩蕊
关键词:  复合填料  生物膜  处理效果  微生物群落结构  高通量测序    
Abstract: In order to investigate the nitrogen removal performance of biological aerated filter (BAF), mariculture wastewater and characteristics of microbial communities on packings were investigated under different aeration conditions. The BAF was treated by three methods with different aeration conditions (24 h continuous aeration. 12 h intermittent aeration, and 0 h aeration) and filled with composite immobilized bio-packings prepared by mixing polypropylene carbonate (PPC) gel hydrophilic packing and sponge iron with mass ratio of 3∶1 at water temperature of (30.0±0.5)℃, hydraulic load rate (HLR) of 1.2 m3/(m2·d), carbon to nitrogen ratio of 3∶1 and pH (7.0±0.5). The results showed that there were high removal rate of ammonia nitrogen  in the 12 hours aeration group. There was higher microbial community diversity index including Shannon, Chao1 and ACE in sponge iron group than that in other treatments, indicating that the maximal microbial diversity and abundance was observed in the treatment. There was higher relative abundance of the bacterial genus with denitrification ability, including Acinetobacter and Delftia in sponge iron packing and Photobacterium in PPC packing in this treatment than that in other treatments. It was found that the iron-based composite filler BAF enriched more denitrifying bacteria under the condition of 12 h intermittent aeration, which makes the biological aerated filter have good denitrification performance and saves more energy consumption. The findings will provide a theoretical basis for improving the denitrification performance of BAF and analyzing of the microbial community structure of bio-packings in the system.
Key words:  composite bio-packing    biofilm    treatment performance    microbial community structure    high-throughput sequencing
               出版日期:  2021-06-07      发布日期:  2021-06-07      期的出版日期:  2021-06-07
中图分类号:  S 969.38  
基金资助: 国家自然科学基金(31702391);广东省重点研发计划项目(2019B020215001);辽宁省科学技术计划项目(2019JH2/10200007);国家重点研究发展计划“蓝色粮仓科技创新”项目(2018YFD0900101)
引用本文:    
隗陈征, 刘鹰, 任纪龙, 马洪婧, 吴英海, 韩蕊, . 曝气条件对铁基复合填料生物滤器脱氮性能及菌群变化的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(3): 470-477.
WEI Chenzheng, LIU Ying, REN Jilong, MA Hongjing, WU Yinghai, HAN Rui, . Effects of aeration conditions on nitrogen removal performance and microbial community changes in biological aerated filter with iron-based composite packing. Journal of Dalian Ocean University, 2021, 36(3): 470-477.
链接本文:  
https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/  或          https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/Y2021/V36/I3/470
[1] 邓茹, 陈曦, 裘丽萍, 孟顺龙, 陈家长. 基于高通量测序及Biolog-ECO方法的雄安新区鲥鯸淀细菌群落结构与功能多样性分析[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(5): 752-759.
[2] 邱楚雯, 袁新程, 施永海, 王韩信, 谢永德, 徐嘉波, 税春. 池塘鱼菜立体种养系统的微生物群落结构分析[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(3): 454-461.
[3] 胡世康, 武海波, 王博, 秦海鹏, 廖栩峥, 赵吉臣, 何子豪, 陈燮燕, 孙成波, . 土池和高位铺膜池养殖杂交鳢肠道菌群结构的比较分析[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(2): 303-309.
[4] 赵文静, 许强华. 伯氏肩孔南极鱼和革首南极鱼皮肤微生物多样性的研究[J]. 大连海洋大学学报, 2019, 34(6): 792-797.
[5] 史东杰, 胡金有, 王赛赛, 朱华, 张欣, 朱莉飞, 孙砚胜. 红白锦鲤皮肤转录组测序分析[J]. 大连海洋大学学报, 2019, 34(4): 475-481.
[6] 赵越, 刘鹰, 李贤, 孙国祥, 徐建平, 周毅. 工业化循环水养殖系统移动床生物膜反应器的设计[J]. 大连海洋大学学报, 2018, 33(5): 639-643.
[7] 聂鸿涛, 姜力文, 郑梦鸽, 李东东, 闫喜武. 大竹蛏高通量转录组测序数据组装和分析[J]. 大连海洋大学学报, 2017, 32(6): 658-663.
[8] 李英英, 陈曦, 宋铁英. 不同生长速度的大黄鱼肠道菌群结构的差异[J]. 大连海洋大学学报, 2017, 32(5): 509-513.
[9] 司滨, 王轶南, 刘海映, 曹海龙, 张建强, 吕绘倩, 孙梦蕾, 姜志强. 饲料中添加壳寡糖对刺参肠壁菌群的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2017, 32(2): 167-171.
[10] 孙丕海, 钱坤, 李晓丽, 杨志平, 丁鉴锋, 孙雪莹, 马悦欣. 基于高通量测序分析海带表面细菌群落结构[J]. 大连海洋大学学报, 2017, 32(1): 7-12.
[11] 李倩, 胡廷尖, 辛建美, 王雨辰, 周志明. 应用16SrRNA基因文库技术分析3种生物填料上生物膜的细菌群落组成[J]. 大连海洋大学学报, 2016, 31(4): 384-389.
[12] 王银华, 马悦欣, 刘长发, 朱学惠, 朱莹. 厌氧氨氧化反应器载体生物膜细菌多样性的研究[J]. 大连海洋大学学报, 2011, 26(6): 500-506.
[13] 马悦欣, 刘长发, 邵华, 安婷婷, 张俊新. 两种载体生物膜中异养细菌数量动态及其氨化作用[J]. 大连海洋大学学报, 2004, 19(2): 138-141.
[14] 汪静, 胡玉才, 李莉. 非热电磁生物效应特性与液晶电流体动力不稳定性的对比研究[J]. 大连海洋大学学报, 2003, 18(2): 120-124.
[15] 胡玉才, 汪静. 电场引发液晶生物膜弹性形变的场强阈值[J]. 大连海洋大学学报, 2002, 17(3): 246-250.
No Suggested Reading articles found!
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed