生物工程学报

作者：周文，张列宇，田振军，高生旺，杜彩丽，柏杨巍，卫毅梅

单位：1生态环境部 河口与海岸带环境重点实验室，北京 100012;2中国环境科学研究院 流域水环境污染综合治理研究中心，北京 100012

关键词：碳源;电子供体;反硝化;微生物响应

基金：生态环境部河口与海岸带环境重点实验室开放基金(2024YSKY-04)

有机废弃物水解酸化过程中产生的小分子物质可作为反硝化电子供体，但不同电子供体驱动反硝化的脱氮效能及微生物响应特征尚不明确。本研究以乙酸、乙醇、乳酸和葡萄糖为代表性电子供体，在半连续活性污泥反硝化体系中开展长周期实验，结合16S rRNA高通量测序与微生物共现网络分析，研究不同电子供体供应下的反硝化效率与微生物响应特征。结果表明，不同电子供体类型调控反硝化脱氮效率，总体表现为乙酸体系最高，其次为乙醇和乳酸，葡萄糖体系最低。尽管各体系微生物群落结构总体相似，但主要的反硝化菌丰度分布存在显著差异：乙酸和乙醇组中以索氏菌属(Thauera)为主，葡萄糖组富集脱硝酸弯杆菌属(Denitratisoma)与Ellin6067，而乳酸组中动胶菌属(Zoogloea)为主要优势类群。网络分析进一步表明，电子供体类型通过影响微生物互作模式与关键物种功能，驱动反硝化效率差异。乙酸组形成紧密协作的网络，生丝微菌属(Hyphomicrobium)作为关键物种推动高效脱氮；乙醇组虽连接数多但模块间协作弱，限制了反硝化速率；乳酸组模块化程度高，依赖硫枝条菌属(Sulfuritalea)协调硫代谢以维持脱氮稳定；葡萄糖组中Ellin6067可能增强硝化作用，激化氨氧化菌与反硝化菌的竞争，导致脱氮效率最低。本研究从微生物生态学角度阐明了不同电子供体的反硝化效能及微生物响应特征，为有机废弃物衍生碳源的优化利用与污水处理低碳优化提供了科学依据。

来源：2026年第4期

《生物工程学报》期刊编辑部

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