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黑臭水体给人们带来极差的感官体验,已成为直接影响人们正常生产生活最突出的水环境问题。修复黑臭水体较常用物理和化学的方法,存在成本高,破坏水体生态环境,易引起二次污染等缺点。微生物修复技术具有污染物去除彻底、成本低、操作简单、无二次污染等优势受到人们广泛关注。实践表明,单一微生物修复技术难以达到理想的效果,组合修复技术具有更好的适应性和更佳的修复性能。为此,针对黑臭水体原位微生物修复技术需求,研究曝气强化功能菌原位修复组合技术,以期研究成果可用于城区黑臭水体修复,并在一定范围内进行推广。本研究首先从底泥中筛选出高效降解底泥有机质的土著功能菌,对土著功能菌进行鉴定,并对其降解条件和机理进行分析,最后将功能菌与曝气技术结合,根据上覆水及底泥污染物的修复效果确定合理的曝气方式,主要结论如下:(1)以成都市河道、湖泊底泥为菌源,初筛出能以黑臭底泥为碳源和能源生长的微生物64株,以黑臭底泥有机质降解率为筛选依据,从中复筛出3株对底泥有机质有高效降解能力的土著功能菌HC-8、HC-25和HC-60,经过形态学、生理生化以及16S rDNA序列分析,确定HC-8菌落形态为白色圆状,革兰氏染色阳性,氧化酶阳性,接触酶阳性,甲基红阴性,纤维素分解阴性,为食酸菌属(Acidovorax);HC-25菌落形态为淡橙色球状,革兰氏染色阳性,氧化酶阴性,接触酶阳性,甲基红阳性,纤维素分解阴性,为微小杆菌属(Exiguobacterium);HC-60菌落形态为白色杆状,革兰氏染色阴性,氧化酶阴性,接触酶阳性,甲基红阴性,纤维素分解阴性,为不动杆菌属(Acinetobacter)。(2)试验研究了温度、pH和投加量对土著功能菌HC-60修复底泥有机质的影响,通过单因素实验初步确定降解的最适温度为25~30℃,最适pH为6~8、最适接种量为1~1.5%。在临近最大有机质降解率区域采用Box-Behnken实验设计和响应面分析法,确定土著功能菌HC-60最适降解温度为26.4℃、最适pH为7.7、最适接种量为1.2%。试验研究了氧气、土著菌群、土著功能菌HC-60在底泥有机质修复中的作用,试验表明,氧气无法直接降解底泥有机质,底泥有机质的降解是微生物的作用,土著菌群更容易利用土著功能菌HC-60代谢多环芳烃产生的小分子有机物进行协同代谢,使得底泥有机质的降解率显著提升。(3)采用曝气辅助技术强化土著功能菌来修复黑臭水体,结果表明,采用底泥曝气并投加土著功能菌HC-60,CODCr去除率增加了32.4%,NH3-N的去除率增加了21.1%,7d左右CODCr降到20mg/L,NH3-N降到10mg/L,TP降到0.2mg/L,上覆水水质明显改善,底泥有机质的降解速率提高了30%。底泥连续曝气和底泥间歇曝气的效果差异不明显,从节约能源和成本的角度来考虑,应采用底泥间歇曝气并投加土著功能菌HC-60的方式。