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城市污水处理厂常采用活性污泥法,但是污泥膨胀一直是困扰活性污泥法发展的一个重要问题。污泥膨胀严重时会影响污水处理效果,并对活性污泥处理系统的运行造成影响。本文通过一套SBR反应器进行实验室模拟,接种污水处理厂膨胀污泥,进行水温、污泥龄、溶解氧的单因子控制实验。通过检测污泥膨胀前后胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的含量和微生物群落变化,探讨影响活性污泥沉降性能的因素及微生物群落变化。同时对新疆昌吉市污水处理厂2016年1月至2018年1月的膨胀污泥进行采样,分析活性污泥的微生物群落结构。论文的主要研究成果如下:(1)SBR反应器模拟实验研究表明水温的降低不利于污泥沉降。水温为14℃~20℃时,溶解氧的升高有利于污泥沉降。低污泥龄可以加快污泥沉降性能恢复。(2)高通量测序结果表明,SBR反应器接种污泥微生物群落多样性比较丰富,经培养至污泥严重膨胀后,微生物群落多样性降低,污泥沉降性能恢复正常后,微生物群落多样性又逐渐增加。细菌中的腐螺旋菌属(Saprospiraceae_norank)、丛毛单胞菌属(Comamonadaceae_unclassified)和四球菌属(Tetrasphaera)相对丰度分别为13.37%、10.54%和8.59%,是接种污泥的主要细菌属。经过培养,膨胀污泥菌群发生变化,接种污泥中细菌相对丰度仅为0.01%的丝硫菌属(Thiothrix)增加至56.95%~60.14%,真菌中相对丰度为19.60%的丝孢菌属(Trichosporon)增加至94.82%。污泥膨胀得到控制后,污泥中丝硫菌属(Thiothrix)相对丰度减少至0.01%,丝孢菌属(Trichosporon)相对丰度减少至2.32%。丝硫菌属(Thiothrix)和丝孢菌属(Trichosporon)过多不利于污泥沉降.(3)SBR反应器污泥在SVI下降至150 m L/g之前,紧密结合型EPS中的蛋白质和总蛋白质含量越高,SVI值越高,污泥沉降性能越差。(4)昌吉市污水处理厂虽然持续发生污泥膨胀现象,但水质处理效果良好,出水能达标。研究期间该厂微生物群落结构较稳定。(5)高通量测序结果表明,昌吉市污水处理厂活性污泥细菌中的腐螺旋菌属(Saprospiraceae_norank)、厌氧绳菌属(Anaerolineaceae_norank)、四球虫属(Tetrasphaera)、黄杆菌属(Flavobacterium)和Candidatus_Microthrix的相对丰度总和为17.36%~33.53%。这些丝状菌是引起昌吉污水处理厂污泥膨胀的主要细菌属。真菌属丝孢菌属(Trichosporon)相对丰度为17.92%~25.00%,是引起该厂污泥膨胀的主要真菌属。