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电强化生物技术(Electro-assisted biological technology,EABT)是一种新型的污水处理技术,由于可以强化生物处理、促进难降解有机物的生物降解,在废水处理领域受到关注。然而,有关EABT中的微生物形态、生物膜载体选择以及电场施加模式等有待于进一步优化。针对目前EABT研究中的不足,本论文以酚类物质为目标污染物,研究了电场对不同形态好氧/厌氧微生物活性的影响,构建了以导电性碳毡为生物膜载体的生物电化学反应器(Bioelectrical reactors,BERs)并优化了电场施加模式。在此基础上,构建了电辅助厌氧-好氧耦合反应器,实现了对苯酚废水和模拟含酚废水的电强化处理。研究了直流电(Direct current,DC)下厌氧/好氧悬浮态微生物对苯酚的降解效果。结果表明,当DC强度由10 mA升高到40 mA时,苯酚的生物降解速率受到抑制,主要是由于低pH值和低生物量所致。针对附着态微生物,通过间歇试验发现以碳毡为生物膜载体,并使其与电极接触时,DC强度为2 m A时,苯酚的好氧生物降解速率得到促进,该结果与ATP含量的变化一致。在长期运行中,电刺激能提升苯酚去除效果,尤其是间歇加电方式运行时获得了更高的苯酚去除率(大于97%),并选择性地富集了动胶菌属Zoogloea和脱硫弧菌属Desulfovibrio。短期或长期电刺激对苯酚厌氧生物降解没有影响,除非在阴极室有电子受体存在,如硝酸盐。构建了电辅助厌氧-好氧耦合生物膜反应器,在HRT为9 h和6 h,电压为1.2V时,苯酚去除率得到提升;当HRT为6 h时,与连续加电方式相比,间歇加电方式下苯酚去除率更高;电辅助好氧生物膜工艺在长期运行中,富集了功能微生物,如不动杆菌属Acinetobacter、Cloacibacterium、食酸菌属Acidovorax、Zoogloea。采用电辅助厌氧-好氧耦合生物膜反应器提升了模拟含酚废水的生物处理效果。耦合工艺中,HRT为6 h,电压为1.2 V时,化学需氧量和总酚的去除率得到提升;耦合工艺对4-硝基酚、2,4-二硝基酚、2,4-二氯酚的去除率分别达到79.8%、80.2%(厌氧段作为阳极室)和100%(厌氧段作为阴极室),远高于对照组(26.0%、34.7%和71.4%)。耦合工艺在长期运行中,选择性地富集了功能菌,如红球菌属Rhodococcus、无色杆菌属Achromobacter、鞘脂菌属Sphingobium、Sedimentibacter、PSB-M-3,使酚类化合物的去除率得到提升。