Abstrakt

Verbesserte Stickstoffentfernung und -verteilung Verteilung mikrobieller Gene im Zusammenhang mit dem Stickstoffkreislauf in einem vertikalen Biofilter zur Behandlung häuslicher Abwässer

Honglei Wang, Duntao Shu, Na Deng, Gehong Wei und Tongshun Wang

Vertikale Durchflussbiofilter wurden als nachhaltige Technologie zur Entfernung von Stickstoff (N) und chemischem Sauerstoffbedarf (CSB) aus häuslichem Abwasser untersucht. Die Verteilungsbeiträge mikrobieller Gene, die für die Entfernung von Stickstoff verantwortlich sind, bleiben jedoch weitgehend unerforscht, insbesondere entlang des Tiefengradienten in vertikalen Durchflussbiofiltern. Hier erreichte ein dreistufiger vertikaler Durchflussbiofilter (drei Stufen: P1, P2 und P3) hohe Entfernungseffizienzen für Gesamtstickstoff (TN; 87,00 % und 33,69 g/m2·d), NH4 +-N (95,90 % und 24,17 g/m2·d) und CSB (92,00 % und 558,15 g/m2·d). Die Entfernungsbeiträge von NH4+-N und TN in P1, P2 und P3 können wie folgt eingestuft werden: P1 (45,9 % bzw. 38,4 %) > P2 (39,6 % bzw. 28,2 %) > P3 (10,6 % bzw. 20,5 %). Die Ergebnisse zeigten, dass amoA/Bakterien, (nirK + nirS + nosZ)/Bakterien, amoA/Anammox und Anammox/Bakterien die vorherrschenden Gengruppen waren, die für die Entfernung von NH4+-N und TN in P1, P2 und P3 verantwortlich waren, sowie die Beiträge dieser Gengruppen entlang des Tiefengradienten des Biofilters. Insbesondere war die NO3--N-Entfernungsrate in P3 deutlich erhöht und wurde gemeinsam von den Gengruppen (napA + narG) und nxrA bestimmt. Integrierte Analysen bestätigten, dass die Kopplung von Nitrifikation und Denitrifikation die verbesserte Entfernung von NH4+-N und TN in P1 bewirkte. Die Kombination von Anammox und Nitrifikation trug zur Entfernung von NH4+-N und TN in P2 bei. Verbessertes Anammox und Denitrifikation waren für die robuste TN-Reduktion in P3 verantwortlich. Diese Studie zeigte, dass Biofilter ein großes Potenzial für die Behandlung von häuslichem Abwasser ohne eine sequentielle Behandlungskette und zusätzliche Belüftung haben.