2020年02月15日，Bioresource Technology发表题为“Elucidating salinity adaptation and shock loading on denitrification performance: Focusing on microbial community shift and carbon source evaluation”的研究论文，揭示在利用污泥发酵液和乙酸钠为碳源的条件下梯度升盐和高盐度冲击两种方式对反硝化过程中的菌群结构影响机制。
在一些工业工程中（例如: 食品加工，海产品加工和石油行业）都会产生高盐度的污水。同时，在一些沿海地区用海水冲厕，导致污水处理厂的污水含有一定的盐度。通常情况下，盐度对废水处理的微生物酶活性具有抑制作用，导致含盐废水的处理效率降低。盐度剧增或剧减会导致细胞组分的分解对生物处理过程影响较大，由于盐度对微生物的生长繁殖影响较大，因此在生物脱氮过程中盐度的影响不容小觑，反硝化过程是生物脱氮的重要步骤，研究盐度对反硝化过程的影响至关重要。因此，本研究主要揭示了梯度升盐和高盐度冲击两种方式对反硝化脱氮的影响以及整个过程中微生物种群的变化。研究结果为解决沿海地区污水处理厂和某些工业污水处理过程中由于盐度的增加导致的反硝化效果下降提供了重要的参考和见解。
研究结果表明采用梯度升盐时，当盐度低于2.5%时，NO3–-N和COD的去除效率并没有受到影响。然而当盐度高于2.5%时，NO3–-N和COD的去除效率都有轻微下降。NO2–-N出水浓度在盐度变化时出现明显波动，但是经过一段时间的适应，出水浓度都低于0.1 mg/L。说明采用梯度升盐的方式可以使反硝化菌逐渐适应高盐度条件，达到较好的脱氮效果。当采用高盐度冲击的升盐方式时，突然将盐度上升到5.0%反硝化效果出现了明显下降，经过一段时间的适应，反硝化效果也并没有恢复。菌群结构分析表明Thauera是最主要的反硝化菌。此外，Azoarcus是梯度升盐反应器中的优势反硝化菌属，而Paracoccus是高盐度冲击反应器中的优势菌属。通过对乙酸钠和初沉污泥发酵液在盐度条件下作为反硝化碳源的比较可以得出，反硝化效果并没有明显差异，表明污泥发酵液可以替代传统碳源（如: 乙酸钠）作为反硝化碳源节省含盐废水脱氮成本。
该研究主要由张增帅为第一作者、郭亮为通讯作者，并得到山东省自然科学基金（ZR2017MEE067），中央高校基础研究经费（201964005）和海洋生态及环境国家实验室开放基金（LMEES201805）项目的资助。
图 1. 实验设计以及在不同升盐模式下的种群变化
Fig. 1. Experimental design and the microbial community shift at salinity adaptation and shock loading process.
论文引用：
Zhang Zengshuai, Guo Yiding, Guo Liang*, Hu Fawen, Zhao Yangguo, Jin Chunji, She Zonglian, Gao Mengchun, Wang Guangce. Elucidating salinity adaptation and shock loading on denitrification performance: Focusing on microbial community shift and carbon source evaluation. Bioresouce Technology, 305, 123030-123037, doi: 10.1016/j.biortech.2020.123030.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123030
通讯员：郭亮 李辉