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摘要
在连续流反应器中，逐步增加NO2-的浓度，构造阶梯积累比例，对过程调控与稳态运行具有积极意义。考察了耦合系统的脱氮性能和微生物群落的响应特征，探究NO2-对厌氧氨氧化（Anammox）耦合自养反硝化（Au Den）系统中厌氧氨氧化菌（An AOB）和硫自养反硝化菌（SOB）相互作用的长期影响及反应机制。有效容积为2.50 L的厌氧生物流化床（AFBR）连续140 d的运行结果表明，与对照组（NO2-=0）相比，随着所积累NO2-浓度的增加，耦合系统的脱氮效率（NRE）及Anammox对总氮（TN）去除的贡献百分比显著提高，SO42-的实际产生值/理论值明显减小，这说明了所积累的NO2-能够促进An AOB与SOB之间的协同，提高了耦合系统TN的去除能力。在氮含量相同的情形下，存在NO2-积累的环境能够使系统脱氮效率从80.3%±3.2%提高至88.1%±3.4%,Anammox对TN去除的贡献从81.7%±2.4%提高至92.5%±2.3%。上述过程的高通量测序结果显示，随着NO2-浓度的增加，主要功能微生物（Thiobacillus、Candidatus kuenenia及Desulfurivibrio等）的相对丰度维持稳定或上升，水解菌（SM1A02、1013-28-CG33、SC-I-84等）的相对丰度也上升，而其他功能微生物的相对丰度下降，证明了存在NO2-积累的水质环境能够优化耦合群落的结构和功能。典型相关性分析（CCA）表明，NO2-浓度与Ca. kuenenia的丰度（P=0.539）呈负相关，而与Thiobacillus的丰度（P=0.005 33）呈正相关，所积累的NO2-与Anammox、Au Den对总氮去除的贡献均为正相关关系（P=0.007 67）。总体而言，所发现的NO2-在Anammox+AuDen耦合反应体系中的浓度-诱导-适应机制，演绎了如下规律：环境决定了微生物种群的结构与功能，相反，微生物种群也会通过结构调整来适应及影响它们的环境。
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