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好氧颗粒污泥与活性污泥相比,沉降性能较好,有较好的处理效果。它对进水负荷、有毒物质以及重金属的冲击耐受能力较强,目前已被广泛利用。已有研究表明COD负荷对好氧颗粒污泥性状有影响：较高的COD负荷容易引起颗粒污泥中丝状菌的生长,使污泥颗粒解体；较低的COD负荷不利于颗粒污泥的生长。但是COD负荷对好氧颗粒污泥脱氮过程机理的影响尚不明确。有研究表明污水生物处理过程的硝化和反硝化作用是氧化亚氮产生的一个重要来源。氧化亚氮的全球升温潜能是二氧化碳的310倍,大气中氧化亚氮的体积分数每增加一倍,将会使全球地表温度平均上升0.4℃。因此对污水处理过程中氧化亚氮释放机理的研究是十分必要的。本课题以气提式内循环间歇好氧颗粒污泥反应器反应器为对象,研究了不同COD负荷对好氧颗粒污泥颗粒化性状以及模拟生活污水处理效果和氧化亚氮释放规律的影响。主要研究内容和结果如下：(1)好氧颗粒污泥培养过程中,测定了对生活污水的氨氮去除率和COD去除率的变化。培养15天时：氨氮去除率为79.32%,COD去除率为91.3%；培养60天时：氨氮去除率为99.4%,COD去除率为94.2%。结果表明随着颗粒污泥逐渐形成和培养的进行,氨氮去除率和COD去除率逐渐升高。(2)测定了对生活污水的处理效果以及氧化亚氮释放情况,研究了不同COD负荷对好氧颗粒污泥处理生活污水的效果以及氧化亚氮释放的影响结果表明不同COD负荷条件下的好氧颗粒污泥处理生活污水,氨氮去除率和COD去除率相似,都大于90%。800mg/L的氧化亚氮释放总量最高,为0.44μg·gMLSS-1,500mg/L的氧化亚氮释放总量最低,为0.225μg·gMLSS-1。(3)对不同COD负荷条件下的好氧颗粒污泥做了扫描电镜,观察其外观形态。扫描电镜图片表明,COD负荷为300和500mg/L条件的颗粒污泥虽然大小不同,但都很紧实,主要由球菌和杆菌组成。而在COD负荷为800mg/L的条件下,从外形上看,颗粒污泥已不是光滑的颗粒,主要由大量的丝状菌构成,结构较疏松。为了揭示COD负荷对污泥颗粒化影响的机理,本实验对不同COD负荷条件下的颗粒污泥的胞外聚合物(EPS)组成进行了研究分析。500mg/L时的污泥的EPS中蛋白质与多糖的比值最大,800mg/L时的EPS总量是最大的,达到14.972mg/gMLSS,且腐殖酸浓度最高达到2.66mg/gMLSS.(4)利用分子生物学技术PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)、实时荧光定量PCR,研究了COD负荷对微生物机制的影响。800mg/L时亚硝酸盐还原酶(Nir)功能基因数量最少,为5.65×105copies/mL。500mg/L时亚硝酸盐还原酶功能基因数量最多,为1.11×106copies/mL。