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我国工业废水处理行业配套设施基础建设滞后于工业废水的生产量,导致部分工业废水直接排入城镇污水管网,对污水处理厂生物脱氮系统带来负面影响。近年来,工业废水中的一些典型污染物如苯酚、重金属、盐度等对于厌氧反硝化过程影响的相关研究已经取得较大进展,但对新型生物脱氮技术-好氧反硝化的影响研究相对较少。针对工业废水中的典型污染物影响城镇污水生物脱氮系统正常运行的问题,以富集筛选到的好氧反硝化菌群为研究对象,深入研究了工业废水中的典型污染物(包括NaCl、Cr(VI)和TC等)对好氧反硝化菌群的影响机理。本研究的主要结果如下:(1)间歇式曝气维持高溶氧的方式可以有效富集好氧反硝化菌群,在好氧条件下,接种污泥不具备去除硝酸盐氮的能力,而富集菌群能够快速去除高浓度硝酸盐氮,去除速率高达11.67 mg/(L·h)。富集过程中,胞外多聚物含量保持低水平增长,微生物多样性显著降低,群落中主导菌属由专性厌氧的简单螺旋菌属(Simplicispira),变为专性需氧的假单胞菌属(Pseudomonas),同时napA基因丰度呈数量级的提高,典型好氧反硝化细菌假单胞菌Pseudomonas sp.和napA基因丰度的增长是富集菌群拥有良好好氧反硝化功能的主要原因。(2)NaCl、Cr(Ⅵ)和TC均能抑制好氧反硝化菌群的反硝化性能,反硝化速率从2.31 mg·(g·h)-1降至0.44、1.43和0.52 mg·(g·h)-1。梯度浓度投加NaCl、Cr(Ⅵ)和TC可以逐渐提高好氧反硝化菌群对这些典型污染物的耐受能力,并实现在较广浓度范围的NaCl、Cr(Ⅵ)和TC废水中快速去除硝酸盐氮,反硝化速率分别增长至7.95、4.53和6.49 mg·(g·h)-1。(3)好氧反硝化菌群在典型污染物的长期胁迫下会大量提高胞外多聚物的产量,尤其是胞外蛋白质含量,增加了8.812.9倍;另外,典型污染物的胁迫会对N2O排放量产生轻微影响,NaCl的胁迫使好氧反硝化过程产生更多的N2O,而TC的胁迫可以减少过程中N2O的排放量。(4)典型污染物会显著影响好氧反硝化菌群群落多样性和种群结构,污染物种类不同,影响结果也有差异。Cr(Ⅵ)和TC的长期胁迫会降低好氧反硝化菌群的群落多样性并减少napA基因丰度,NaCl胁迫的结果与其相反;NaCl和Cr(Ⅵ)的胁迫使固氮弧菌属(Azoarcus)替代假单胞菌属(Pseudomonas)和陶厄氏菌属(Thauera)成为好氧反硝化菌群中的优势菌种,TC不影响假单胞菌属(Pseudomonas)和陶厄氏菌属(Thauera)的优势地位,但提高了Pseudomonas并降低了Thauera在群落中的相对丰度。