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随着水污染防治局势日益严峻,人们对污水处理厂出水水质要求也随之提高。本课题将生物固定化技术与功能微生物结合,解决在传统生物脱氮过程中,硝化细菌生长缓慢,易受外界环境影响导致菌体流失等问题,研究固定化方法与参数对驯化得到的硝化菌群固定化脱氮效能的影响,采用固定化硝化菌生物强化技术对处理高氨氮废水的SBR反应器进行生物强化,分析固定化技术对菌株定植效能及微生物群落结构的影响,为固定化硝化菌生物强化技术的后续研究与应用提供理论依据。通过对不同载体固定化参数进行优化,确定了四种载体的最佳反应条件:海藻酸钠载体最佳反应条件为海藻酸钠浓度5%,CaCl2浓度1%,固定化时间24h,固定化污泥质量1.5 g;聚乙烯醇载体最佳反应条件为聚乙烯醇浓度13%,固定化时间22 h,固定化污泥质量1 g;壳聚糖载体最佳反应条件为壳聚糖浓度2.5%,NaO H浓度1.25 mol/L,固定化污泥质量1.5 g;菌丝球载体最佳反应条件为固定化时间48 h,固定化污泥质量1 g。通过固定化后载体形态与性能对比,得出海藻酸钠和聚乙烯醇为较理想的固定化载体材料。采用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)固定化高效硝化菌群强化SBR反应器处理高氨氮废水,结果表明经载体强化后处理系统对氨氮去除率有所提高,经海藻酸钠载体固定化后系统对氨氮的去除率达到87.7%,相比于未固定化组提高了4.2%;经聚乙烯醇载体固定化后对氨氮的去除率达到100%,相比于未固定化组提高了16.5%。通过Illumina高通量测序技术对SBR反应器中污泥样品和载体样品进行微生物群落结构解析,反应体系中加入固定化活性污泥的载体后硝化细菌的相对丰度增加,并且PVA的生物样品群落结构中的Nitrosomonas含量较大,生物固定化作用可以有助于硝化细菌形成优势菌群,利于硝化反应的进行,成功解决了菌体易流失的问题。同时SA、PVA这两种载体中存在着较多的反硝化细菌,强化了处理系统的脱氮效能。