閆凱麗, 鄭君健, 王志偉, 吳志超

同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 200092

膜生物反應(yīng)器降解對(duì)氨基苯磺酸的性能及微生物群落特征

閆凱麗, 鄭君健, 王志偉*, 吳志超

同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 200092

為研究MBR(膜生物反應(yīng)器)降解SA(對(duì)氨基苯磺酸)的性能，構(gòu)建一套連續(xù)流MBR，針對(duì)ρ(SA)為25 mg/L的模擬廢水進(jìn)行處理，并通過(guò)高通量測(cè)序?qū)BR運(yùn)行過(guò)程中微生物群落特征變化進(jìn)行生物學(xué)層面的分析. 結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)31 d的啟動(dòng)馴化后，SA基本可以完全降解，CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分別為87.63%±5.95%、91.94%±8.80%、32.38%±11.6%和85.69%±13.82%. 對(duì)馴化及穩(wěn)定運(yùn)行階段的污泥進(jìn)行微生物菌群分析結(jié)果表明，在“門”水平上主要的微生物菌群為擬桿菌門、變形菌門和綠彎菌門，其中擬桿菌門是處理含SA廢水的優(yōu)勢(shì)菌群. 在“科”水平上，噬幾丁質(zhì)菌科、腐螺旋菌科、紅環(huán)菌科、叢毛單胞菌科和拜葉林克氏菌科為主要的微生物菌群，隨著反應(yīng)器的長(zhǎng)期馴化和運(yùn)行，噬幾丁質(zhì)菌科逐漸成為反應(yīng)器中優(yōu)勢(shì)菌群. 研究顯示，MBR對(duì)SA、CODCr、NH4+-N和TP都有很好的去除效果，擬桿菌門和噬幾丁質(zhì)菌科分別為處理SA的優(yōu)勢(shì)“門”和“科”.

對(duì)氨基苯磺酸； 膜生物反應(yīng)器； 微生物群落

磺化芳香族胺類化合物作為化工中間體，被大量用于染料、植物保護(hù)劑、清潔劑和磺胺類藥物等的生產(chǎn)和使用[1]. SA(sulfanilic acid，對(duì)氨基苯磺酸)是一種典型的磺化芳香族胺類化合物，其結(jié)構(gòu)含有氨基(—NH2)和磺酸基(—SO3H)兩性官能團(tuán)，具有高極性和高水溶性的特點(diǎn)，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，屬難生物降解的化學(xué)物質(zhì)[2- 3]，含SA的廢水會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響[4]，危害人類健康[5]. 因此，SA污染的廢水在其排放到環(huán)境中之前需要進(jìn)行一定的處理.

國(guó)內(nèi)外關(guān)于SA生物處理的研究主要是利用從受污染的污泥或土壤中篩選分離出來(lái)的純菌或特定種類混合菌對(duì)SA降解. 如Feigel等[6- 7]首次報(bào)道了Hydrogenophagapalleronii(strain 1)和Agrobacteriumradiobacter(strain 2)混合菌群可相互協(xié)同，共同代謝SA；Gan等[8]發(fā)現(xiàn)從紡織廢水處理廠分離出的Hydrogenophagasp. PBC和Ralstoniasp. PBA可以耐受c(SA)為100 mmol/L的污水，并在好氧條件下以其作為碳源、氮源和硫源生長(zhǎng). 利用純菌或特定種類的混合菌種處理SA，對(duì)理解SA在微生物作用下的降解機(jī)理有重要的作用，而在實(shí)際廢水處理中仍然具有一定的局限性. 活性污泥作為混合微生物體廣泛應(yīng)用于廢水處理，具有實(shí)際應(yīng)用前景，如CHEN等[9]馴化出能高效降解SA的活性污泥，并探究了SA降解和氧氣的消耗之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系.

MBR(膜生物反應(yīng)器)是膜分離技術(shù)與活性污泥技術(shù)相結(jié)合的污水處理新工藝，以膜處理單元(超濾膜或微濾膜)取代二沉池，實(shí)現(xiàn)了HRT(水力停留時(shí)間)與SRT(污泥泥齡)的徹底分離，較傳統(tǒng)污水處理工藝，系統(tǒng)可以在較長(zhǎng)的SRT下運(yùn)行，對(duì)于生長(zhǎng)緩慢的難降解有機(jī)物分解菌的生長(zhǎng)非常有利，有利于在系統(tǒng)中形成優(yōu)勢(shì)菌種；同時(shí)，生物反應(yīng)器中的活性污泥濃度增加，也有利于提高難降解有機(jī)物的降解效率[10]. 但是有關(guān)利用MBR處理含SA廢水方面的研究在國(guó)內(nèi)外相對(duì)較少. 因此，該研究擬構(gòu)建一套連續(xù)流MBR，馴化能高效降解SA的活性污泥，探究MBR的運(yùn)行特征和污染物的去除效果，同時(shí)，通過(guò)高通量測(cè)序?qū)ξ⑸锶郝涮卣髯兓M(jìn)行了生物學(xué)層面的分析.

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置

采用平板式MBR處理含SA的模擬廢水. 污水進(jìn)入反應(yīng)器后，通過(guò)進(jìn)水箱溢流和單向閥保持液位穩(wěn)定. 反應(yīng)器有效容積為3.3 L，池內(nèi)放置2片超濾膜組件(單片尺寸為23 cm×10 cm，單片有效尺寸為21 cm×8 cm)，2片檔板(單片尺寸為23 cm×10 cm)分立于膜組件兩側(cè)，膜組件與擋板間距為1 cm. 曝氣管安置于超濾膜底部，試驗(yàn)過(guò)程中曝氣強(qiáng)度利用氣體流量計(jì)控制為72 m3/(m2·h)(按照膜區(qū)投影面積計(jì)). MBR出水采用蠕動(dòng)泵(蘭格，中國(guó)保定)間歇抽吸，抽停比為10 min∶2 min出水通量維持在20 L/(m2·h). TMP(跨膜壓差)由壓力表記錄，當(dāng)TMP>30.0 kPa時(shí)，采用0.5%的次氯酸鈉浸泡2 h，進(jìn)行膜清洗，用清洗后的膜繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn). 該研究采用的自制超濾膜[11]基本性質(zhì)如表1所示，其中臨界通量為(25±1) ℃下通過(guò)增加通量梯度法[12]測(cè)定.

1.2進(jìn)水水質(zhì)

表1 超濾膜基本性質(zhì)一覽

進(jìn)水為模擬廢水，進(jìn)水組成：ρ(CH3COONa)為473 mg/L，ρ(NH4Cl)為153 mg/L，ρ(K2HPO4·3H2O)為52 mg/L，ρ(CaCl2)為11.5 mg/L，ρ(MgCl2·6H2O)為20.3 mg/L，ρ(NaHCO3)為120 mg/L，ρ(NaCl)為800 mg/L，ρ(FeCl2·4H2O)為7.16 mg/L，ρ(SA)為25 mg/L，φ(微量元素)為10 μL/L.

接種污泥取自上海某污水處理廠二沉池回流污泥. 該試驗(yàn)持續(xù)80 d，HRT為2 h，通過(guò)定期排泥控制SRT為40 d.

1.3分析方法

試驗(yàn)涉及的分析項(xiàng)目ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)、ρ(TP)和污泥ρ(MLSS)、ρ(MLVSS) 均采用國(guó)標(biāo)方法[13]測(cè)定. SMP(溶解性微生物產(chǎn)物)和EPS(胞外聚合物)采用超聲法[14]提??；其中的ρ(多糖)采用蒽酮法測(cè)定；ρ(蛋白質(zhì))和ρ(腐殖酸)采用改進(jìn)Lowry法[15]測(cè)定；SOUR(好氧呼吸速率)通過(guò)溶解氧電極法[16]測(cè)定；ρ(SA)通過(guò)液相色譜法[6]測(cè)定.

當(dāng)MBR開(kāi)始運(yùn)行(第1天)以及運(yùn)行7、14、24、40、55和68 d時(shí)，取反應(yīng)器的活性污泥進(jìn)行微生物群落分析，具體分析方法如下：

活性污泥樣品首先利用E.Z.N.A.?泥土樣本DNA提取試劑盒(Omega Bio-Tek 公司，美國(guó)) 抽提DNA，完成DNA抽提后，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)抽提的基因組DNA. PCR擴(kuò)增中，使用的引物為338F(ACTCCTACGGGAGGCAGCA)和806R (GGACT ACHVGGGTWTCTAAT). 基于第二代高通量測(cè)序平臺(tái)Illumina Miseq，采用二次PCR建庫(kù)測(cè)序. 采用RDP classifier貝葉斯算法對(duì)97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析，據(jù)SILVA123庫(kù)中的參考序列對(duì)OTU在各個(gè)水平統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品的群落組成.

2 結(jié)果與討論

2.1反應(yīng)器的運(yùn)行特征

MBR運(yùn)行過(guò)程中，ρ(MLSS)為(13.46±1.65)g/L，ρ(MLVSS)為(11.24±1.44)g/L. 利用微生物的SOUR表征馴化過(guò)程中微生物的活性變化，由圖1可見(jiàn)，污泥活性在試驗(yàn)初期較低，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行逐漸升高，然后略有降低并趨于穩(wěn)定，說(shuō)明反應(yīng)器內(nèi)的微生物逐漸適應(yīng)SA的存在，活性不斷上升到一定水平后，可能由于微生物競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系活性有一定程度的下降，然后保持穩(wěn)定. 由于污泥較高的濃度和活性，試驗(yàn)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)ρ(DO)較低，為(0.48±0.37)mg/L. 恒流過(guò)濾下，可以通過(guò)TMP表征膜污染，TMP變化如圖2所示. 整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程(80 d)中，反應(yīng)器內(nèi)的超濾膜運(yùn)行了近3個(gè)周期，平均運(yùn)行周期約為30 d. 污泥SMP中的ρ(蛋白質(zhì))、ρ(腐植酸)和ρ(多糖)分別為(13.77±6.98)(10.23±8.06)(18.12±10.33)mg/L，EPS中w(蛋白質(zhì))、w(腐植酸)和w(多糖)(均以每g VSS計(jì))分別為(55.08±11.00)(7.35±6.99)(13.23±5.03) mg/g(n=13)，濃度波動(dòng)較小，膜污染情況相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明該條件下MBR可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行.

圖1 MBR中活性污泥的SOURFig.1 The SOUR of activated sludge in MBR

圖2 MBR運(yùn)行過(guò)程中TMPFig.2 The TMP evolution in MBR

2.2污染物去除效果

由圖3可見(jiàn)，進(jìn)水ρ(SA)為(26.23±0.73)mg/L，運(yùn)行10 d左右出水ρ(SA)開(kāi)始逐漸降低，31 d后SA基本可以被完全降解并保持穩(wěn)定，這可能是由于隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)器內(nèi)微生物種類發(fā)生了變化，適應(yīng)SA特性的菌種逐漸增加，SA的去除效率也隨之提高. 與傳統(tǒng)活性污泥法[9]相比，MBR的馴化時(shí)間更短，在降解SA方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì). 進(jìn)水ρ(CODCr) 為(375.39±14.82)mg/L時(shí)，去除率可達(dá)到87.63%±5.95%. 該反應(yīng)器對(duì)NH4+-N有良好去除效果，進(jìn)水ρ(NH4+-N)為(38.34±2.24)mg/L時(shí)，91.94%±8.80%的NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO2--N與NO3--N. MBR在較低ρ(DO)的情況下還可以達(dá)到較高的NH4+-N去除率，主要?dú)w因于MBR通過(guò)膜分離實(shí)現(xiàn)污水處理的固液分離，減少了長(zhǎng)世代周期的硝化細(xì)菌的流失；同時(shí)該研究中采用了較長(zhǎng)的SRT, 也保證了硝化細(xì)菌的生存環(huán)境[17]. 同時(shí)，由于MBR中保持較低的ρ(DO)，MBR中可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，而部分聚磷菌能以硝酸鹽作為電子受體在進(jìn)行反硝化的同時(shí)完成過(guò)量吸磷，因此該MBR系統(tǒng)中存在磷元素的去除，在進(jìn)水ρ(TN)和ρ(TP)分別為(37.16±2.97)(3.87±0.61)mg/L時(shí)，其去除率達(dá)到32.38%±11.6%、85.69%±13.82%.

2.3微生物多樣性及相似度分析

為研究反應(yīng)器在馴化及穩(wěn)定運(yùn)行階段微生物菌群的變化情況，在運(yùn)行的各個(gè)階段取出生物反應(yīng)區(qū)污泥進(jìn)行微生物分析. 取樣時(shí)間分別為1 d(試驗(yàn)開(kāi)始時(shí))、7 d(SA開(kāi)始降解時(shí))、14 d(約20%SA降解時(shí))、24 d(約40%SA降解時(shí))、40 d(SA完全降解時(shí))、55 d(穩(wěn)定階段)和68 d(穩(wěn)定階段)，樣品編號(hào)分別為D1、D7、D14、D24、D40、D55、D68. 圖4為各個(gè)階段的細(xì)菌群落在97%相似性下的稀釋性曲線，曲線趨于平坦，說(shuō)明測(cè)序數(shù)量趨于飽和，表明現(xiàn)有的測(cè)序數(shù)據(jù)量對(duì)于獲得新物種已經(jīng)足夠. 從圖4中可以看出，當(dāng)測(cè)序數(shù)量大于 28 524 時(shí)，基本沒(méi)有新的物種再出現(xiàn)，表明測(cè)序數(shù)量已經(jīng)足夠. 同時(shí)由表2可見(jiàn)，7個(gè)樣品的細(xì)菌基因庫(kù)Goods coverage值(樣品文庫(kù)的覆蓋率)均大于99.5%，說(shuō)明MBR中絕大部分微生物已被檢測(cè)出來(lái)，測(cè)序結(jié)果可以代表樣品中的真實(shí)情況.

表2中的Chao指數(shù)通常被用來(lái)估算當(dāng)測(cè)序序列趨向無(wú)窮時(shí)可獲得的OTU數(shù)量，Chao指數(shù)越大，表明樣品中所含物種種類越多，樣品的豐富度越高. Shannon-Wiener多樣性指數(shù)常用來(lái)估算樣品中微生物多樣性指數(shù)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)越大，說(shuō)明群落多樣性越高. 在馴化的初始階段(1～7 d)，微生物的Chao指數(shù)基本穩(wěn)定，而Shannon-Wiener多樣性指數(shù)卻有所下降. 這可能是因?yàn)楹琒A的廢水剛進(jìn)入后，一些微生物種群由于不適應(yīng)含SA的而消亡，多樣性下降；而部分微生物種群內(nèi)卻逐漸衍生更多種類的微生物，豐富度可以基本保持穩(wěn)定. 之后，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)呈一個(gè)先略上升后略有下降并基本穩(wěn)定的過(guò)程，說(shuō)明隨著污泥馴化時(shí)間的推移，微生物種群多樣性結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，優(yōu)勢(shì)菌種基本確定. 總體上來(lái)看，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的變幅較小，微生物種群多樣性變化不大. 從Chao指數(shù)的角度來(lái)看，8～40 d細(xì)菌的豐富度呈上升趨勢(shì)，這可能是因?yàn)楹琒A的廢水，使反應(yīng)器內(nèi)部衍生出了一些新的微生物種類，而后隨著馴化時(shí)間的延長(zhǎng)(40 d之后)，微生物逐漸適應(yīng)了含SA的廢水，菌群豐富度基本穩(wěn)定并略有下降，而相應(yīng)的SA去除率逐漸升至97%左右并保持穩(wěn)定.

圖3 MBR中進(jìn)出水ρ(SA)、ρ(CODCr)、ρ(NH4+-N)、ρ(TN)及ρ(TP)Fig.3 The ρ(SA), ρ(CODCr), ρ(NH4+-N), ρ(TN) and ρ(TP) of effluent and influent in MBR

圖4 樣品細(xì)菌群落的稀釋性曲線Fig.4 Rarefaction curve of sludge samples

表2 各個(gè)階段細(xì)菌的Alpha多樣性參數(shù)(相似度為97%)

為分析各個(gè)階段細(xì)菌群落的相似程度，對(duì)各個(gè)階段的污泥樣品進(jìn)行了主成分分析(PCA)和多樣本相似度樹(shù)狀圖分析，結(jié)果如圖5所示. OTU數(shù)據(jù)被提取出兩個(gè)主成分，對(duì)于細(xì)菌，兩主成分分別解釋PCA結(jié)果的77.57%和17.37%. 從圖5可以看出，細(xì)菌樣品可以分為兩個(gè)大組：第一組包括D1、D7、D14和D24樣品；第二組包括D40、D55和D68樣品. 這兩組不論是從PC1和PC2來(lái)看，均有較大差異性. 由此認(rèn)為試驗(yàn)的馴化期和穩(wěn)定期，細(xì)菌群落發(fā)生了顯著變化. 第一組中的4個(gè)樣品在PC1上也有較大差異，說(shuō)明當(dāng)進(jìn)水中開(kāi)始加入SA時(shí)，細(xì)菌群落內(nèi)部發(fā)生相關(guān)菌群的富集與淘汰，逐漸適應(yīng)含SA的廢水，結(jié)合圖3也可以看出隨著微生物的富集和淘汰，出水ρ(SA) 逐漸降低. 第二組內(nèi)3個(gè)樣品表現(xiàn)出了較高的相似性，說(shuō)明隨著污泥馴化結(jié)束，細(xì)菌群落構(gòu)成趨于穩(wěn)定，圖3中顯示試驗(yàn)后期出水ρ(SA)為0.18～1.78 mg/L，MBR運(yùn)行效果穩(wěn)定. 從圖5(b)中的相似度樹(shù)狀圖也可以看出，樣品分成了兩個(gè)明顯的大組.

圖5 各階段微生物群落的主成分分析及相似度樹(shù)狀圖Fig.5 The principal component analysis and similarity tree of sludge samples at different stages

2.4與SA降解相關(guān)的優(yōu)勢(shì)菌群分析

為了進(jìn)一步分析與SA降解相關(guān)的優(yōu)勢(shì)菌種，分別對(duì)比7個(gè)樣品在“門”和“科”層面上的微生物種群結(jié)構(gòu). 分析結(jié)果如圖6所示，其中相對(duì)豐度為相應(yīng)種群OTU數(shù)與各樣品總OTU數(shù)的比值，在每個(gè)樣品中相對(duì)豐度小于1%的細(xì)菌群落被劃分為others. 7個(gè)樣品中共檢測(cè)擬桿菌門(Bacteroidetes)、變形菌門(Proteobacteria)、綠菌門(Chlorobia)、Parcubacteria、疣微菌門(Verrucomicrobia)、浮霉菌門(Planctomycetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、酸桿菌門(Acidobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、放線菌門(Actinobacteria)和Gracilibacteria 12個(gè)門. 其中，優(yōu)勢(shì)門(相對(duì)豐度>10%)為擬桿菌門、變形菌門和綠菌門，三種門總豐度保持為87.92%～93.69%. 雖然眾多研究[8- 10,18- 19]表明，能以SA為唯一碳源和能源生長(zhǎng)的菌種大部分為變形菌門，但是在該研究中，擬桿菌門相對(duì)豐度隨著馴化過(guò)程逐漸增大(由12%升至54%左右)，而變形菌門則逐漸減少(由63%降至27%左右)，研究[20]表明，擬桿菌門類微生物更適宜在厭氧發(fā)酵的環(huán)境中存活，因此，可能是因?yàn)樵撗芯恐械挺?DO)環(huán)境更適合擬桿菌的生長(zhǎng)，并且存在能降解SA或其轉(zhuǎn)化物的菌種. 綠菌門相對(duì)豐度的變幅不如前兩個(gè)明顯，由13%降至6%左右. 此外，Parcubacteria、疣微菌門和浮霉菌門的相對(duì)豐度有1%～2%的增加，而綠彎菌門、酸桿菌門、厚壁菌門、硝化螺旋菌門和放線菌門的豐度有1%以內(nèi)的下降.

圖6 各階段污泥樣品門水平和科水平的細(xì)菌變化情況Fig.6 The distribution on phylum and family of sludge samples

將個(gè)7樣品中的微生物繼續(xù)細(xì)分至細(xì)菌科可以更好地了解微生物在MBR中的功能. 相對(duì)豐度大于1%的細(xì)菌科共鑒定出27個(gè)，其中主要細(xì)菌科(相對(duì)豐度>10%)為噬幾丁質(zhì)菌科(Chitinophagaceae)、腐螺旋菌科(Saprospiraceae)、紅環(huán)菌科(Rhodocyclaceae)、叢毛單胞菌科(Comamonadaceae)和拜葉林克氏菌科(Beijerinckiaceae)5個(gè)，其相對(duì)豐度之和為55.13%～67.90%. 其中，噬幾丁質(zhì)菌科隨著馴化時(shí)間的延長(zhǎng)相對(duì)豐度逐漸升高(由0.73%升至27.06%)，成為最主要的微生物菌種，研究表明噬幾丁質(zhì)菌科普遍存在于工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中[21]，在焦化廢水(主要成分為苯酚)處理中是一種優(yōu)勢(shì)菌群[22]，噬幾丁質(zhì)菌科的某些菌種可能能降解某些苯系物，而這些苯系物可能是SA降解的中間產(chǎn)物. 腐螺旋菌科在整個(gè)馴化過(guò)程中的相對(duì)豐度變化不大，其可分泌胞外聚合物，代謝葡萄糖、半乳糖、醋酸鹽等[23]. 紅環(huán)菌科的細(xì)菌，包括Thauera、Azoarcus和其他屬的細(xì)菌經(jīng)常在廢水處理反硝化反應(yīng)器群落中被發(fā)現(xiàn)[24]，在試驗(yàn)過(guò)程中相對(duì)豐度由22%降至7%左右，降幅較大. 拜葉林克氏菌科相對(duì)豐度也由10%降至3%左右. 而具有降解芳香族化合物能力的叢毛單胞菌科細(xì)菌[25- 26]的相對(duì)豐度雖然由12%降至3%左右，但是叢毛單胞菌科中的氫噬胞菌屬(Hydrogenophaga)卻由0.2%升至2%，有研究[6- 8]表明，氫噬胞菌屬中的某些菌種可以將SA降解為4-磺酸基-兒茶酚，是SA降解的一種常見(jiàn)的細(xì)菌，在SA的轉(zhuǎn)化降解過(guò)程中發(fā)揮重要的作用. 此外，噬胞菌科和黃桿菌科相對(duì)豐度分別有大約6%和4%的上升，而疣微菌綱、硝化螺旋菌等則有約1%的下降.

3 結(jié)論

a) 曝氣強(qiáng)度為72 m3(m2·h)，運(yùn)行通量為20 L(m2·h) 時(shí)，超濾膜的清洗周期大約為30 d.

b) 在HRT為2 h的條件下，出水ρ(SA)在第31天降至0.5 mgL以下并保持穩(wěn)定，馴化過(guò)程結(jié)束. 運(yùn)行過(guò)程中對(duì)NH4+-N、CODCr、TN和TP的去除率分別為91.94%±8.80%、87.63%±5.95%、32.38%±11.6%和85.69%±13.82%.

c) 通過(guò)對(duì)馴化階段以及穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)生物反應(yīng)區(qū)污泥進(jìn)行微生物菌群分析發(fā)現(xiàn)，擬桿菌門為處理含SA廢水的優(yōu)勢(shì)菌門，而噬幾丁質(zhì)菌科是主要的優(yōu)勢(shì)菌科.

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Sulfanilic Acid Biodegradation and Resulting Microbial Communities Using Membrane Bioreactor

YAN Kaili, ZHENG Junjian, WANG Zhiwei*, WU Zhichao

School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

A continuous-flow membrane bioreactor (MBR) was operated for the treatment of simulated wastewater containing 25 mg/L sulfanilic acid (SA) to study SA biodegradation. After 31 d acclimation period, SA was degraded completely, and the removal efficiencies of CODCr, NH4+-N, TN and TP were 87.63%±5.95%, 91.94%±8.80%, 32.38%±11.6%, and 85.69%±13.82%, respectively. At the same time, the microbial communities in the sludge of different phases were investigated. At the phylum level, Bacteroidetes, Proteobacteria and Chlorobia were found to be the main taxa in the reactor, and Bacteroidetes were the dominant phylum responsible for the SA degradation. At the family level, it was found that the microbial communities were dominated by Chitinophagaceae, Saprospiraceae, Rhodocyclaceae, Comamonadaceae and Beijerinckiaceae, and Chitinophagaceae became more dominant during long-term operation. The results showed that the good removal efficiency of SA, CODCr, NH4+-N and TP was achieved, and Bacteroidetes and Chitinophagaceae were the dominant phyla and families for the SA degradation, respectively.

sulfanilic acid; membrane bioreactor; microbial communities

2017-01-16

：2017-05-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51422811)

閆凱麗(1992-)，女，河南林州人，kailiyan@163.com.

*責(zé)任作者，王志偉(1980-)，男，河南商丘人，教授，博士，博導(dǎo)，主要從事污水處理與資源化研究，zwwang@#edu.cn

X788

：1001- 6929(2017)09- 1433- 07

ADOI：10.13198/j.issn.1001- 6929.2017.02.76

閆凱麗,鄭君健,王志偉,等.膜生物反應(yīng)器降解對(duì)氨基苯磺酸的性能及微生物群落特征[J].環(huán)境科學(xué)研究,2017,30(9):1433- 1439.

YAN Kaili,ZHENG Junjian,WANG Zhiwei,etal.Sulfanilic acid biodegradation and resulting microbial communities using membrane bioreactor[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(9):1433- 1439.