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伴随着页岩气的开发,与之相关的环境问题受到广泛关注,其中返排水由于水量大、高盐、成分复杂及潜在的环境风险成为关注的焦点。本文首先对重庆地区页岩气开采返排水中的有机组分和无机组分进行了分析,了解页岩气开采返排水的污染特性,识别返排水中的关键有机污染物;其次通过呼吸测量的方式评估了返排水对活性污泥微生物的抑制作用,识别可能的抑制因子;最后利用实验室运行良好的AGS-SBR反应器研究季铵盐对AGS-SBR系统的影响并利用该反应器处理真实返排水。主要得出以下结论:（1）重庆地区页岩气开采返排水水质接近中性,总体表现出高盐、高COD、化学物质成分及有机组分复杂等特征。返排水随时间、空间均表现出一定的不确定性,随时间变化较大的指标主要为Cr、Zn、石油类,随空间变化较大的指标主要为重金属。从废水处理角度,SS、TDS、COD、石油类、NH4+等是重点关注指标,从环境风险的角度还需关注Hg、Cr、Fe、Pb、Cl-、Ba2+等指标。与美国地区相比,重庆地区返排水有机物、盐度、重金属含量均相对较低,返排水处理难度及环境风险相对较低。（2）返排水有机组分复杂,共识别出190种有机物,不同地区返排水中的有机物种类及含量均有所不同,但主要有机物均为烷烃类(C9-C44),占总有机物种类的54.2%。识别出的关键有机污染物有苯酚、三氯甲烷、邻苯二甲酸酯类（DMP、DBP、DEHP）、苯系物（1,2,4,5-四甲苯、2-乙基对二甲苯、1,2-二甲基-4-乙基苯、1,2-二甲基-3乙基苯）、多环芳烃（萘、1-甲基萘、2-甲基萘2,3-二甲基萘、1,3-二甲基萘、1,4-二甲基萘、1,7-二甲基萘）、2-甲硫基苯并噻唑、2,4-二叔丁基苯酚、杀菌剂（季铵盐类）、乙二醇单丁醚等。（3）页岩气返排水对活性污泥微生物有一定的抑制作用,对活性污泥异氧菌的半抑制体积浓度IC50为52.96%（对应的TDS浓度为12352.39mg/L,氯离子浓度为7522.06mg/L,COD浓度为582.89mg/L）,对活性污泥自养菌半抑制体积浓度为9.69%（对应的TDS浓度为5988.44mg/L,氯离子浓度为4223.41mg/L,COD浓度为25.57mg/L）。对活性污泥异氧菌的抑制作用受开发区域及储存时间的影响,主要的可能抑制因子为有机物,对活性污泥自氧菌的主要的可能抑制因子为氯离子,半抑制浓度3.76g/L。（4）短期内季铵盐对AGS-SBR系统有一定的抑制作用,但长期运行下影响不明显,AGS-SBR能很好地适应杀菌剂季铵盐的毒性冲击。长期运行时随季铵盐浓度的增加,SVI始终处于40mL/g以下,颗粒污泥沉降速度始终处于80m/h以上,出水TOC总体稳定在56.9mg/L。颗粒污泥始终保持良好的沉降性能并有轻微的促进作用,污泥形态无明显变化,胞外聚合物明显增加。（5）培养的颗粒污泥具有处理真实返排水的潜能且具有良好的有机物去除效果。返排水中BCOD占总有机物组分的18.22%,可生化性差,AGS-SBR对返排水中TOC的去除率为60%-80%,出水TOC维持在113mg/L左右,能被AGS-SBR去除的有机物达到74.42%,用模拟返排水驯化培养的颗粒污泥中的微生物群落结构与真实返排水运行下的颗粒污泥微生物群落结构具有相似性。