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对于生化性较差的或高浓度含氮废水,传统生物脱氮工艺处理成本较高。目前国内外对低碳氮比(C/N)废水处理技术的发展趋势是采用厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)技术。但要将这项技术推向应用,必须要解决Anammox菌的菌种来源和菌体持留等问题。本论文在总结前人对Anammox研究成果的基础上,首先比较了不同普通污泥源对Anammox反应器启动效能,选出最佳污泥源。在此基础上,在膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中,研究了其运行特性及运行过程中微生物群落结构及相对数量的变化,并研究了Anammox过程中MBR的最佳工况条件。主要研究内容如下:(1) R1、R2、R3三个反应器中分别接种好氧污泥、厌氧颗粒污泥、厌氧消化污泥,经过2-3个月的运行,均获得了具有Anammox活性的富集培养物。其中R1、R2、R3中总氮去除率分别达到76 %、82 %和80 %;出水污泥浓度分别为1.34 gSS/d、0.42 gSS/d、0.95gSS/d;污泥体积指数则分别为23.23 ml/gSS、11.11 ml/gSS和19.38 ml/gSS;三个反应器稳定运行所消耗的时间关系为R3<R2<R1。就总体而言,厌氧颗粒污泥是富集Anammmox菌的最适污泥源。(2) MBR运行过程中,污泥VS/TS由初始的0.66提高到0.77,说明体系中出现了适应环境的菌群;MBR稳定运行后,Anammox颗粒污泥粒径主要集中在0.2-1mm,实验证明了颗粒污泥是Anammox功能的重要承载者;总氮容积负荷达0.245 g/(L.d),总氮去除率约80 %,NH4+-N和NO-2-N去除率分别为81 %、91 %。MBR运行初期,由异养菌等菌体自溶造成膜污染严重,当Anammox成为主导反应时,由Anammox微生物生长造成的膜污染远远小于MBR运行初期。(3) MBR抗水力负荷实验表明,水力停留时间(HRT)由14 h缩短至7.9 h时, MBR能稳定运行,NH4+-N、NO2--N去除率分别保持在75 %、85 %;温度在30-35℃、pH值为7-8,Anammox活性较高;上升流速在1.8-2.3 m/h时,MBR运行状况良好;从氮素去除情况、运行成本、操作的简便性综合来看,较为合适的操作方式为:进水0.55 h,循环5 h,沉降0.3 h,出水0.15 h。(4)扫描电镜(SEM)实验发现,接种污泥以杆状菌为主,有少量的丝状菌和球菌;Anammox污泥主要是由球菌和杆菌组成。T-RFLP实验证实,Anammox菌富集前后微生物群落结构和相对数量发生了明显变化,运行后整个反应器中适应Anammox运行方式的菌种增殖较多,种类丰富,包括planctomyce、pirellula、gemmata、pseudomonas。