福建农林大学资源与环境学院李香真教授团队在国际著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=15.1）上发表题为“Nitrogen removal performances and metabolic mechanisms of denitrification systems using different volatile fatty acids as external carbon sources”的研究成果, 揭示了不同挥发性脂肪酸对反硝化脱氮性能的作用及微生物学机制。
厨余垃圾厌氧消化液中的挥发性脂肪酸含量高，可以作为一种经济有效的产品来取代市场上的反硝化碳源。目前，关于厌氧消化液中的挥发性脂肪酸作为反硝化脱氮碳源的研究主要集中在对比外源商业碳源和消化液的脱氮性能差异，而对挥发酸单一成分（主要为乙酸、丙酸、丁酸）作为碳源的反硝化脱氮性能研究较少，并且其中的微生物学机制研究不深入。
本研究采用序批式活性污泥法（SBR）的反硝化工艺进行脱氮，分别添加乙酸钠、丙酸钠、以及丁酸钠作为碳源，逐渐提高进水的硝酸盐浓度（100-1600 mg N/L），研究此过程中的脱氮性能。通过16S rRNA高通量测序和荧光定量PCR技术分析了微生物群落结构和功能的变化，并结合宏基因组测序技术揭示了各个系统中的碳氮代谢情况。研究发现，丙酸和丁酸系统的脱氮效率高于乙酸系统。群落分析显示，丙酸和丁酸系统更快地富集了功能微生物。并且，宏基因组分析发现，反硝化相关基因模块的相对丰度也是在丙酸和丁酸系统中更高。而TCA循环相关基因的模块则是在乙酸系统中更高。由于乙酸可以作为大多数微生物的底物，这也导致乙酸系统的功能微生物选择效率更低。而丙酸和丁酸系统快速选择并富集了功能微生物，这使得丙酸和丁酸系统的脱氮效率更高。本研究的结果为以厌氧消化液为碳源的反硝化工艺技术研发提供了理论基础。
福建农林大学资源与环境学院李香真教授团队2023届硕士毕业生李馨为本文的第一作者，福建农林大学为第一单位。李香真教授原团队曹沁博士为通讯作者。本研究得到了成都市技术创新研发项目和福建农林大学团队经费的支持。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723047290
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145998
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