The effects of biological factors including dissolved oxygen (DO), pH, carbon/nitrogen (C/N) and hydraulic retention times (HRT) on the performance of simultaneous nitrification and denitrification (SND) in a moving bed sequencing batch reactor (MBSBR) were investigated. A low DO was found to be advantageous to the SND in that nitrification was not inhibited, while pH and C/N ratio were shown to have positive effects on SND, and HRT needed to be controlled in a suitable range. A desirable SND efficiency was obtained at a DO of 2.5 mg L-1, pH of approximately 8.0, C/N ratio of 10 and HRT of 10 h in the MBSBR. High-throughput sequencing analysis showed that different operating conditions impacted microbial communities, resulting in different nitrogen removal mechanisms. Autotrophic and heterotrophic nitrification together contributed to the good nitrification performance, while denitrification was conducted by combined anoxic and aerobic processes. Furthermore, the results of principal component analyses (PCA) and the abundance of the predominant nitrification and denitrification genera both showed that DO and HRT might be regarded as the dominant variable factors influencing community structure analysis during SND, while the linear discriminant analysis (LDA) effect size (LEfSe) algorithm showed differences in abundance among the biofilm microbial communities with different DO. Overall, the results of this study improve our understanding of the bacterial community structure with different operating conditions in MBSBRs.

中文翻译：

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微生物群落结构揭示了影响移动床测序间歇反应器（MBSBR）系统中同时硝化和反硝化（SND）的因素。

生物因子包括溶解氧（DO），pH，碳/氮（C / N）和水力停留时间（HRT）对移动床测序间歇反应器（MBSBR）中同时硝化和反硝化（SND）性能的影响被调查了。发现低DO对SND是有利的，因为未抑制硝化作用，而pH和C / N比对SND具有积极作用，并且需要将HRT控制在合适的范围内。在MBSBR中，当DO为2.5 mg L-1，pH约为8.0，C / N比为10，HRT为10 h时，可获得理想的SND效率。高通量测序分析表明，不同的操作条件会影响微生物群落，从而导致不同的脱氮机制。自养硝化和异养硝化共同促进了良好的硝化性能，而反硝化则通过缺氧和好氧工艺进行。此外，主成分分析（PCA）的结果以及主要硝化和反硝化属的丰度都表明，DO和HRT可能被视为影响SND期间群落结构分析的主要可变因素，而线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）算法显示了不同DO的生物膜微生物群落之间的丰度差异。总体而言，这项研究的结果提高了我们对MBSBRs中不同操作条件下细菌群落结构的了解。而反硝化是通过缺氧和好氧工艺进行的。此外，主成分分析（PCA）的结果以及主要硝化和反硝化属的丰度都表明，DO和HRT可能被视为影响SND期间群落结构分析的主要可变因素，而线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）算法显示了不同DO的生物膜微生物群落之间的丰度差异。总体而言，这项研究的结果提高了我们对MBSBRs中不同操作条件下细菌群落结构的了解。而反硝化是通过缺氧和好氧工艺进行的。此外，主成分分析（PCA）的结果以及主要硝化和反硝化属的丰度都表明，DO和HRT可能被视为影响SND期间群落结构分析的主要可变因素，而线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）算法显示了不同DO的生物膜微生物群落之间的丰度差异。总体而言，这项研究的结果提高了我们对MBSBRs中不同操作条件下细菌群落结构的了解。主成分分析（PCA）的结果以及主要硝化和反硝化属的丰度都表明DO和HRT可能是影响SND期间群落结构分析的主要可变因素，而线性判别分析（LDA）的影响大小（LEfSe）算法显示了具有不同DO的生物膜微生物群落之间的丰度差异。总体而言，这项研究的结果提高了我们对MBSBRs中不同操作条件下细菌群落结构的了解。主成分分析（PCA）的结果以及主要硝化和反硝化属的丰度都表明DO和HRT可能是影响SND期间群落结构分析的主要可变因素，而线性判别分析（LDA）的影响大小（LEfSe）算法显示了具有不同DO的生物膜微生物群落之间的丰度差异。总体而言，这项研究的结果提高了我们对MBSBRs中不同操作条件下细菌群落结构的了解。