基于微生物群落特征解析的生物活性炭氨氧化機(jī)制

黃怡婷, 陳之歆, 魏忠慶, 鄭 奮, 牛 佳, 劉鴻浩, 莊婉娥, 徐開欽

(1.福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院水科學(xué)與水質(zhì)保障工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350118； 2.福州市水務(wù)投資發(fā)展有限公司，福建 福州 350001；3.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；4.日本國立環(huán)境研究所資源循環(huán)與廢棄物研究中心，日本 筑波 305-8506)

氨氮是地表水水源污染的主要指標(biāo)之一，農(nóng)業(yè)污染源的氨氮排放量占地表水體污染總負(fù)荷的22.4%[1].隨著國家對保障農(nóng)村飲用水安全的重視以及對城鄉(xiāng)供水一體化的大力推進(jìn)[2]，如何提高農(nóng)村飲用水水質(zhì)，解決微污染水源中的氨氮問題，成為供水行業(yè)亟待解決的首要問題[3].

近年來，臭氧—生物活性炭(ozone-biological activated carbon, Ozone-BAC)技術(shù)被認(rèn)為是降低水中氨氮濃度、提高飲用水水質(zhì)的行之有效的技術(shù)之一，該技術(shù)已在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家的多個地區(qū)被廣泛應(yīng)用.在我國氨氮濃度較高的東南沿海地區(qū)該技術(shù)也已得到逐步推廣.然而，BAC在實(shí)際運(yùn)行過程中未能有針對性地解決水源水質(zhì)問題.目前國內(nèi)對BAC的研究也主要集中在參數(shù)調(diào)整、處理效果監(jiān)測等方面[4,5]，缺乏對其主要功能機(jī)理的闡述，使得對BAC的改進(jìn)和優(yōu)化較為盲目.

研究發(fā)現(xiàn)氨氧化作用主要依靠兩大類氨氧化微生物[6,7]來實(shí)現(xiàn)，即氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)和氨氧化細(xì)菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)[8,9]，二者在不同環(huán)境下的存在數(shù)量不同，且對營養(yǎng)物質(zhì)存在競爭性生長[7,10,11].然而，我國飲用水處理中BAC上是否同時存在這兩種類型微生物、它們與其它微生物之間的關(guān)系……