很多城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水中碳氮比(C/N)較低，通常采用外加碳源以提高TN去除率，所采用的碳源分為傳統(tǒng)碳源和新型碳源。其中：傳統(tǒng)碳源包括甲醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖等；新型碳源包括天然固相碳源(果皮類、秸稈類、枝干類、貝類等)、人工合成固相碳源(PHAs類多聚物、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸丁二脂(PBS)等)、液相碳源(食品工業(yè)廢水、餐廚廢棄物水解液等廢液發(fā)酵副產(chǎn)品)等。選擇合適的碳源是目前處理低C/N污水的關(guān)鍵。

低C/N污水處理常應(yīng)用移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(movingbedbiofilmreactor，MBBR)和反硝化生物濾池(biofiltersfordenitrification，DNBF)等反硝化工藝。其中DNBF具有一定的過(guò)濾能力，但需要定期進(jìn)行反沖洗。而MBBR是在曝氣池中加入懸浮填料作為微生物載體，使好氧、缺氧和厭氧環(huán)境同時(shí)存在，無(wú)需污泥回流，可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化(simultaneousnitrificationanddenitrification，SND)，能有效去除COD和氮等污染物，降低廢水處理成本。現(xiàn)有污水處理廠在提標(biāo)改造中廣泛采用MBBR處理技術(shù)，改造過(guò)程簡(jiǎn)單且成本較低，故MBBR技術(shù)具有較大的應(yīng)用潛力。在MBBR中，懸浮填料的物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)影響生物膜的形成和污染物去除性能。LIU等利用添加表面改性復(fù)合填料的MBBR在低DO水平(0.6~0.8mg·L−1)和低C/N(≤5)條件下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物和總氮的高效去除，COD和TN去除率分別為85.7%和75.9%。SONG等開發(fā)了一種以沸石粉基聚氨酯海綿為懸浮填料的MBBR，TN的去除效果比傳統(tǒng)的海綿懸浮填料型MBBR高出近10%。

我國(guó)是酒業(yè)大國(guó)。在酒類產(chǎn)品中，白酒所占的比例較高。白酒釀造的原料以谷糧為主，在白酒釀造與生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量白酒廢水，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t白酒即可產(chǎn)生20~40t廢水。白酒廢水可分為低濃度和高濃度廢水。高濃度白酒廢水(highconcentrationBaijiuwastewater，HCBW)包含原料沖洗浸泡水、窖底水、鍋底水等，約占白酒廢水排放總量的5%，含有高濃度溶解性有機(jī)物，如多糖、有機(jī)酸、乙醇、甘油等，具有高COD、高BOD、高色度、呈酸性、低溶解氧、總氮濃度高等特征，處理難度大，可生化性好。HCBW是食品工業(yè)排放的污染最嚴(yán)重的廢水之一，未經(jīng)充分處理的HCBW排放會(huì)導(dǎo)致藻類大量繁殖，水體溶解氧大量消耗，抑制生物的光合作用，使水生動(dòng)植物無(wú)法正常生存，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。若廢水滲入土壤中，則會(huì)抑制種子的萌芽、生長(zhǎng)，導(dǎo)致植被枯竭，也能對(duì)陸生動(dòng)物造成一定程度損害。此外，還可能導(dǎo)致當(dāng)?shù)鬲?dú)特的微生物群落發(fā)生轉(zhuǎn)變，對(duì)當(dāng)?shù)匕拙菩袠I(yè)造成損害。

釀酒廢水處理的常用方法為物化法、生物法、生態(tài)法和聯(lián)用技術(shù)等。物化處理技術(shù)包括吸附、混凝沉淀、氧化、電解、熱分解、膜分離等；生物處理技術(shù)包括好氧、厭氧及藻類微生物降解等；生態(tài)處理技術(shù)主要是人工濕地處理系統(tǒng)；聯(lián)用技術(shù)主要是多種技術(shù)結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)廢水污染物去除。單獨(dú)的物化處理或生物處理對(duì)HCBW中污染物的去除效果不理想，采用多種方法聯(lián)合應(yīng)用可對(duì)HCBW實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)處理，但處理難度大、運(yùn)行管理費(fèi)用較高，難以在中小型企業(yè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

基于以上研究，本研究采用MBBR技術(shù)，構(gòu)建了高濃度白酒窖底廢水與低C/N生活污水協(xié)同處理系統(tǒng)，使用改性海綿填料和流化床填料分別探究了HCBW作為反硝化外加碳源對(duì)低C/N污水處理的影響，并分析了微生物群落的變化，探究了白酒窖底廢水作為反硝化外加碳源與低C/N生活污水協(xié)同處理技術(shù)的可行性及功能微生物，以期為HCBW的資源化利用提供參考。

1、材料與方法

1.1  實(shí)驗(yàn)裝置

如圖1所示，反應(yīng)器具有內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為反應(yīng)區(qū)，外層為保溫層。反應(yīng)區(qū)內(nèi)由擋板分隔為2個(gè)反應(yīng)腔，每個(gè)反應(yīng)腔均裝有助循環(huán)隔板，單個(gè)反應(yīng)腔的有效容積為45L，反應(yīng)腔內(nèi)填充懸浮填料，分別采用海綿填料和流化床填料，填料直徑均為10mm，填充密度為30%~35%。反應(yīng)器底部鋪設(shè)有微孔曝氣管(Φ=10mm)，通過(guò)曝氣為懸浮填料提供上升的動(dòng)力和氧氣。實(shí)驗(yàn)裝置分A、B2組反應(yīng)器，A組反應(yīng)器在進(jìn)水中添加白酒窖底廢水(協(xié)同組)，分A1、A2反應(yīng)腔；B組反應(yīng)器只添加模擬低C/N生活污水(未協(xié)同組)，分B1、B2反應(yīng)腔，其中A1、B1填充海綿填料，A2、B2填充流化床填料(表1)，4組反應(yīng)器互為對(duì)照。

1.2 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)采用人工模擬低C/N生活污水和貴州省茅臺(tái)鎮(zhèn)某醬香型白酒企業(yè)的窖底水(表2)，未協(xié)同組進(jìn)水僅為人工模擬低C/N生活污水，協(xié)同組進(jìn)水為模擬低C/N生活污水與窖底水按1000∶1配制的混合廢水，混合后廢水的C∶N∶P=100∶1.14∶0.11。采用葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4模擬低C/N生活污水的COD、TN、TP。為維持微生物正常的生長(zhǎng)繁殖，向人工模擬廢水中添加微量元素為0.3mg·L−1 FeSO4·7H2O、0.15mg·L−1 CoCl2·6H2O、0.12mg·L−1 MnCl2·4H2O、0.06mg·L−1 Na2MoO4·2H2O、0.15mg·L−1 H3BO3、0.15mg·L−1 NiCl2·6H2O、0.12mg·L−1 ZnSO4·7H2O、0.06mg·L−1 CuSO4·5H2O、0.06mg·L−1 Na2WO4·2H2O、0.15mg·L−1 KI。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

先向反應(yīng)器中加入接種污泥，接種污泥取自貴州省某污水處理廠濃縮池，污泥接種質(zhì)量濃度為4.0g·L−1。通過(guò)調(diào)壓器調(diào)節(jié)曝氣泵曝氣強(qiáng)度，控制DO為5~6mg·L−1，采用循環(huán)熱水控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為(30±1)℃。使各組反應(yīng)器在該條件下曝氣3d，使接種污泥與懸浮填料充分接觸混合。待系統(tǒng)掛膜完成后，采用間歇式運(yùn)行，運(yùn)行周期為“反應(yīng)23.5h+換水0.5h”，換水比為50%。定期檢測(cè)反應(yīng)器中的pH、DO、T、COD、NH+4NH4+-N、TN、色度等水質(zhì)指標(biāo)。在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，通過(guò)傅里葉紅外光譜儀分析污水處理前后物質(zhì)組分變化，并利用16SrRNA高通量測(cè)序技術(shù)分析反應(yīng)器中微生物群落結(jié)構(gòu)及功能。

1.4 分析方法

1)理化指標(biāo)分析。NH+4NH4+-N采用納氏試劑分光光度法(HJ535-2009)分析，TN采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)分析，色度采用光電比色法(LH-SD500，陸恒生物，中國(guó))分析，pH、DO、T采用HACH便攜式多參數(shù)數(shù)字化分析儀分析(HQ40d，HACH，美國(guó))，COD采用COD快速消解分析法分析。

2)傅里葉紅外光譜(FTIR)分析。采集反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段的進(jìn)出水水樣各10mL，協(xié)同組進(jìn)出水分別記為A0、A1、A2，未協(xié)同組進(jìn)出水分別記為B0、B1、B2。水樣分析前，先將水樣冷凍成冰，再利用真空冷凍干燥機(jī)(FD-1A-50，中國(guó))將樣品冷凍干燥成固體粉末，然后采用傅里葉變換紅外光譜儀(Nicolet6700，ThermoFisherScientific，美國(guó))對(duì)樣品進(jìn)行分析，設(shè)置掃描次數(shù)和分辨率分別為32次和4cm−1，在4000~400cm−1內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行紅外光譜測(cè)定。

3)微生物群落分析。采用16SrRNA高通量測(cè)序技術(shù)研究微生物的多樣性和差異，采集接種污泥和反應(yīng)器中培養(yǎng)至第68天的生物膜，分別標(biāo)記為S0(接種污泥)、A1、A2、B1、B2，立即置于–80℃條件下進(jìn)行冷凍保存，然后送至上海某生物公司進(jìn)行16SrRNA基因測(cè)序分析。先采用試劑盒(E.Z.N.ATMMag-BindSoilDNAKit)對(duì)樣本進(jìn)行DNA的提取，并對(duì)提取后的DNA進(jìn)行質(zhì)檢和純化，利用ABIGeneAmp®9700型PCR擴(kuò)增儀，選用338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)作為引物在V3~V4之間的高變區(qū)對(duì)所提取合格的DNA序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增，對(duì)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)3µL上樣量的2%瓊脂糖凝膠電泳分析，使用AxyPrepDNA凝膠提取試劑盒進(jìn)行純化，純化后采用QuantiFluorM-ST進(jìn)行定量。然后，根據(jù)所構(gòu)建的Illumina測(cè)序文庫(kù)，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行OTU聚類統(tǒng)計(jì)、物種注釋、物種差異、功能預(yù)測(cè)等分析。

2、結(jié)果與討論

2.1 系統(tǒng)構(gòu)建及處理效能

在系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，各反應(yīng)器出水的pH、DO、溫度如表3所示。其中，DO質(zhì)量濃度均相差不大；但pH有明顯差異。A1、A2的pH均大于6.5，呈中性；而B1、B2的pH為6.0左右，呈弱酸性。這是由于B組反應(yīng)器中反硝化能力較弱，硝化過(guò)程消耗堿度導(dǎo)致。

各反應(yīng)器的COD、NH+4NH4+-N、TN和色度變化如圖2所示。由圖2(a)可看出，從第10天開始，出水COD逐漸趨于穩(wěn)定，A1、A2的COD由358.94mg·L−1分別降低至31.02mg·L−1和33.75mg·L−1，平均去除率分別為91.29%和90.51%；而B1、B2的COD由68.34mg·L−1分別降低至22.51mg·L−1和23.31mg·L−1，平均去除率分別為65.92%和64.73%。由圖2(b)可看出，從第24天開始，出水中NH+4NH4+-N濃度逐漸趨于穩(wěn)定，A1、A2的NH+4NH4+-N質(zhì)量濃度由36.31mg·L−1分別降低至0.33mg·L−1和0.52mg·L−1，平均去除率分別為99.08%和98.58%；而B1、B2的NH+4NH4+-N質(zhì)量濃度由33.58mg·L−1分別降低至10.88mg·L−1和10.67mg·L−1，平均去除率分別為67.20%和67.74%。由圖2(c)可看出，在穩(wěn)定后，A1、A2的TN質(zhì)量濃度由38.73mg·L−1分別降低至3.83mg·L−1和9.29mg·L−1，平均去除率分別為89.81%和75.73%；而B1、B2的TN質(zhì)量濃度由35.85mg·L−1分別降低至27.90mg·L−1和27.97mg·L−1，平均去除率分別為24.63%和26.92%。由圖2(d)可看出，A1、A2的色度呈逐漸下降趨勢(shì)，在穩(wěn)定后，A1、A2的色度(稀釋倍數(shù))由175.12分別降低至34.01和42.06，平均去除率分別為80.66%和76.07%。

綜上所述，協(xié)同處理組A1、A2反應(yīng)器對(duì)COD、NH+4NH4+-N和TN的去除效果均較好，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明窖底水與低C/N生活污水協(xié)同處理有利于提高TN的去除效率；而B1、B2出水中TN濃度均未達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，這主要是由于系統(tǒng)缺乏碳源，導(dǎo)致未協(xié)同組對(duì)TN的去除率較低。此外，A1出水中的TN濃度和色度均比A2低，說(shuō)明在MBBR系統(tǒng)中，海綿填料的TN和色度去除效果均比流化床填料好。其原因?yàn)椋毫骰�床填料是由聚乙烯制成的，這種材料通常表現(xiàn)出疏水性且表面帶負(fù)電荷，不利于污染物的轉(zhuǎn)移，抑制親水性和負(fù)電性生物膜的形成；流化床填料表面粗糙度較差，在換水和曝氣過(guò)程中產(chǎn)生的水力剪切作用容易將表面附著的生物膜沖刷脫落，不利于生物膜初始黏附。而海綿填料是由改性親水聚氨酯制成的，其比表面積大、表面粗糙、對(duì)微生物黏附性好；此外，由于立方海綿填料中的高溶解氧(DO)梯度，為各種微生物創(chuàng)造生存條件，填料上出現(xiàn)硝化菌與反硝化菌等不同微生物，使其具有SND特性。由此可見，懸浮填料作為微生物生長(zhǎng)載體，是MBBR工藝的核心，生物膜的形成和污染物去除性能取決于載體的物理化學(xué)性質(zhì)。

2.2 污染物種類變化分析

采用FTIR分析了協(xié)同組進(jìn)出水中污染物官能團(tuán)的變化，其FTIR譜圖如圖3所示�；旌蠌U水經(jīng)過(guò)MBBR處理后，3413cm−1(O—H伸縮振動(dòng))和1632cm−1處(NH2變角振動(dòng)或NH+2NH2+變角振動(dòng)或NH+3NH3+不對(duì)稱變角振動(dòng))的峰的強(qiáng)度有一定程度增強(qiáng)，說(shuō)明廢水經(jīng)過(guò)處理后，具有該類官能團(tuán)的物質(zhì)的相對(duì)比例增加。1385cm−1和1402cm−1處(NO3−反對(duì)稱伸縮振動(dòng)或者NH+4NH4+不對(duì)稱變角振動(dòng))的峰寬變窄，且強(qiáng)度明顯變?nèi)�，說(shuō)明出水中硝酸鹽類和銨類物質(zhì)的相對(duì)比例明顯減小。1147cm−1和1120cm−1處(SO−4SO4−反對(duì)稱伸縮振動(dòng))的峰的強(qiáng)度有一定程度增強(qiáng)，而峰寬無(wú)明顯變化，說(shuō)明出水中SO4−基團(tuán)的相對(duì)比例增加。671cm−1 (醇COH面外彎曲振動(dòng))和604cm−1處(PO−4PO4−的PO4不對(duì)稱變角振動(dòng))的波峰強(qiáng)度均有微弱增強(qiáng)，說(shuō)明出水中醇類物質(zhì)、磷酸鹽的相對(duì)比例有一定程度增加。上述FTIR分析結(jié)果進(jìn)一步佐證了混合廢水經(jīng)過(guò)MBBR系統(tǒng)處理后，NH+4NH4+-N和TN均得到有效去除，且可推測(cè)出水中的醇類、硫酸鹽和磷酸鹽的物質(zhì)相對(duì)比例有一定程度的增加。

2.3 微生物群落結(jié)構(gòu)與功能預(yù)測(cè)

1)微生物群落結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)運(yùn)行68d后，采用16SrRNA高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中微生物進(jìn)行分析，在門水平上(圖4(a))，接種污泥(S0)、海綿填料協(xié)同組(A1)、流化床填料協(xié)同組(A2)、海綿填料未協(xié)同組(B1)、流化床填料未協(xié)同組(B2)中相對(duì)豐度占主導(dǎo)的均為Proteobacteria、Chloroflexi和Actinobacteriota。其中，S0分別為24.36%、23.61%和14.63%，A1分別為24.56%、19.31%、和25.51%，A2分別為26.90%、17.63%和18.85%，B1分別為12.52%、5.71%和36.26%，B2分別為22.39%、9.87%和29.34%。與S0相比，A1和A2中的Actinobacteriota和Proteobacteria的相對(duì)豐度均增加，而Chloroflexi的相對(duì)豐度均降低，B1和B2 Actinobacteriota的相對(duì)豐度均增加，而Proteobacteria和Chloroflexi的相對(duì)豐度均降低。此外，未協(xié)同組B1和B2中Proteobacteria和Chloroflexi的相對(duì)豐度明顯低于協(xié)同組A1和A2，未協(xié)同組B1和B2中Patescibacteria和Actinobacteriota的相對(duì)豐度明顯高于協(xié)同組A1和A2，說(shuō)明添加窯底廢水會(huì)導(dǎo)致Proteobacteria和Chloroflexi的比例增加，導(dǎo)致Patescibacteria和Actinobacteriota的比例降低。Actinobacteriota屬于異養(yǎng)需氧菌門，是降解污染物的主要功能菌。Proteobacteria廣泛存在于受污染的水體環(huán)境中，在德國(guó)污水處理廠和我國(guó)養(yǎng)殖場(chǎng)廢水中均檢測(cè)出了Proteobacteria。

在科水平上(圖4(b))，在S0中主要為Saprospiraceae(4.19%)、Rhodanobacteraceae(3.07%)和SC-I-84(2.07%)，A1和A2中主要為Propionibacteriaceae(9.76%、2.56%)、Nakamurellaceae(6.90%、11.94%)和Gemmatimonadaceae(6.70%、5.14%)，B1和B2中主要為Nakamurellaceae(32.10%、19.03%)、Gemmatimonadaceae(2.04%、3.95%)和Caldilineaceae(1.48%、2.73%)。協(xié)同組系統(tǒng)中的Propionibacteriaceae和Gemmatimonadaceae的相對(duì)豐度均比未協(xié)同組高，而Nakamurellaceae的相對(duì)豐度均比未協(xié)同組低。Nakamurellaceae能夠在細(xì)胞中積累大量的多糖，從而能夠快速吸收廢水中糖原和多磷酸鹽，然后通過(guò)其代謝過(guò)程來(lái)進(jìn)行細(xì)胞體的合成，對(duì)生物脫氮及污水中有機(jī)物的去除具有重要作用。Propionibacteriaceae主要以酸類物質(zhì)作為底物進(jìn)行生長(zhǎng)，由于協(xié)同組添加了窯底廢水，廢水中存在大量的酸類物質(zhì)，為其生長(zhǎng)提供了條件。Gemmatimonadaceae通過(guò)好氧和厭氧呼吸生長(zhǎng)，能直接利用硝酸鹽和亞硝酸鹽，故經(jīng)常在污水處理系統(tǒng)的活性污泥中被檢測(cè)到。

在屬水平上(圖4(c))，S0中主要為Ahniella(2.84%)、Ellin6067(2.44%)和Phaeodactylibacter(1.77%)。協(xié)同處理組A1和A2中主要為Micropruina(8.88%、2.26%)、Nakamurella(6.90%、11.94%)和Amaricoccus(3.48%、3.82%)，未協(xié)同組B1和B2中主要為Nakamurella(32.10%、19.03%)、TM7a(8.46%、1.63%)和Thermomonas(0.64%、1.49%)。A1和A2中的硝化菌屬主要為Nakamurella(6.90%、11.94%)、Nitrospira(0.46%、0.21%)，反硝化菌屬主要為Amaricoccus(3.48%、3.82%)、Dokdonella(0.15%、0.41%)、Thermomonas(0.25%、0.75%)。B1和B2中的硝化菌屬主要為Nakamurella(32.10%、19.03%)、Nitrospira(1.83%、0.37%)，反硝化菌屬主要為Amaricoccus(0.35%、0.25%)、Dokdonella(0.23%、1.39%)、Thermomonas(0.64%、1.49%)。Nitrospira和Nakamurella是硝化作用過(guò)程中的重要功能菌，Thermomonas是還原硝酸鹽或亞硝酸鹽的缺氧反硝化菌，Amaricoccus被認(rèn)為是廢水處理中將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽的關(guān)鍵消耗者。協(xié)同組系統(tǒng)中同時(shí)存在硝化菌和反硝化菌，說(shuō)明協(xié)同組系統(tǒng)中存在SND現(xiàn)象，對(duì)TN的去除效率較高；而未協(xié)同組中主要存在硝化菌屬，反硝化菌屬較少，對(duì)TN的去除效率較低。此外，Micropruina在A1和A2中的相對(duì)豐度明顯高于B1和B2，由于 Micropruina能在細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存大量的糖類聚合物，可以很好的吸收水體中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，說(shuō)明Micropruina可能是參與有機(jī)物去除的功能菌屬。

2)微生物的功能預(yù)測(cè)。系統(tǒng)運(yùn)行68d后，采用16SrRNA高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中微生物進(jìn)行分析后，基于PICRUSt對(duì)協(xié)同處理系統(tǒng)A1、A2中細(xì)菌的KEGG功能進(jìn)行了分析(圖5)。分別檢測(cè)到48535583、51425375個(gè)基因。在1層級(jí)下，共預(yù)測(cè)出5大功能。其中占主導(dǎo)的功能均是代謝，其次是遺傳信息處理、環(huán)境信息處理、細(xì)胞過(guò)程和有機(jī)體系統(tǒng)。協(xié)同海綿組A1中比例分別為40.75%、15.94%、14.23%、2.96%和0.85%；協(xié)同流化床組A2中比例分別為40.45%、15.93%、14.06%、3.24%和0.82%。在2層級(jí)下，共預(yù)測(cè)出25種通路，主要代謝通路均為氨基酸代謝、碳水化合物代謝和能量代謝。其中，A1中比例分別為11.05%、10.96%和5.90%，A2中比例分別為10.93%、10.92%和5.91%；主要的環(huán)境信息處理通路均為復(fù)制與修復(fù)和轉(zhuǎn)譯，其中，A1中比例分別為6.97%和2.30%，A2中比例分別為6.95%和2.33%；主要的遺傳信息處理通路均為膜運(yùn)輸，A1和A2中比例分別為12.18%和11.95%。上述功能信息推測(cè)結(jié)果表明，A1、A2無(wú)明顯差別，所預(yù)測(cè)通路在污水處理廠中普遍存在，反應(yīng)器中細(xì)菌具有豐富的代謝功能、繁殖能力和環(huán)境適應(yīng)力較強(qiáng)，且存在多種代謝通路，說(shuō)明存在功能冗余。這可能與HCBW有機(jī)物成分復(fù)雜有關(guān)，反應(yīng)器中有大量的微生物，有機(jī)物的代謝任務(wù)由多種細(xì)菌共同承擔(dān)，這些微生物可以構(gòu)建復(fù)雜的功能營(yíng)養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)，最終導(dǎo)致高功能冗余。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，功能冗余可以維持微生物群落的生理能力，這表明微生物的功能結(jié)構(gòu)比微生物群落結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

3、結(jié)論

1)采用MBBR構(gòu)建白酒廢水與低C/N生活污水協(xié)同處理系統(tǒng)，此系統(tǒng)對(duì)COD、NH+4NH4+-N和TN的去除效果均較好，均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，且改性海綿填料組對(duì)污染物的去除效果優(yōu)于流化床填料組。2)進(jìn)出水中所含物質(zhì)官能團(tuán)種類無(wú)明顯變化，進(jìn)出水紅外光譜特征變化可進(jìn)一步佐證混合廢水經(jīng)過(guò)MBBR系統(tǒng)處理后，NH+4NH4+-N和TN均得到有效的去除。3)在協(xié)同處理系統(tǒng)A1和A2中，主要的硝化菌屬均為Nakamurella(6.90%、11.94%)、Nitrospira(0.46%、0.21%)，主要反硝化菌屬均為Amaricoccus(3.48%、3.82%)、Dokdonella(0.15%、0.41%)、Thermomonas(0.25%、0.75%)，可能參與有機(jī)物去除的功能菌屬均為Micropruina(8.88%、2.26%)。4)通過(guò)功能預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)協(xié)同處理系統(tǒng)A1、A2中，微生物占主導(dǎo)的功能是代謝，主要代謝通路均為氨基酸代謝(14.78%、14.67%)、碳水化合物代謝(14.67%、14.65%)和能量代謝(7.90%、7.93%)。此外，主要的環(huán)境信息處理通路均為復(fù)制與修復(fù)(9.33%、9.32%)和轉(zhuǎn)譯(5.84%、5.84%)，主要的遺傳信息處理通路均為膜運(yùn)輸(16.29%、16.04%)。（來(lái)源：貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州喀斯特環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)教育部野外科學(xué)觀測(cè)研究站，貴州明俊雅正生態(tài)環(huán)境科技有限公司）