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研究采用序批式反应器,以模拟高氨氮废水为进水,在25℃条件下运行以富集硝化菌(简称“硝化菌侧流富集系统”),然后将其添加到低温(15℃)条件下运行的,以模拟城市污水为进水的两种不同进水模式的主流反应器(间歇进水模式反应器(简称“SBR”),连续进水模式反应器(简称“CSTR”))中,从而考察不同进水模式对生物添加强化硝化效果的影响。主要结论如下:(1)硝化菌侧流富集系统中富集培养的硝化菌氨氧化速率(Ammonium Utilized Rate,AUR)为(74.51±9.78)mgN/(L·h),亚硝酸盐氧化速率(Nitrite Utilized Rate,NUR)为(111.06±10.30)mgN/(L·h);硝化菌中氨氧化菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)/总细菌(EUBmix)为(28.02±8.46)%,AOB优势菌为Nitrosomonas europaea,占总菌百分比约为(26.24±2.19)%,属于r-决策者;亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-Oxidizing Bacteria,NOB)/EUBmix为(13.64±4.94)%,NOB中Nitrobacter和Nitrospira共存,分别占总细菌百分比为(6.89±1.13)%和(6.75±2.83)%。(2)主流反应器在添加前后,SBR出水COD平均浓度为20.16 mg/L,COD平均去除率为93.86%;CSTR出水COD平均浓度为20.56 mg/L,COD平均去除率为93.58%。两个反应器的出水氨氮均在1 mg/L以下,出水总氮在30 mg/L左右,氨氮去除率在96.67%以上。因此,添加前后,不同进水模式条件下的主流反应器对COD、氨氮的去除效果无明显差异。(3)添加前,SBR中的AUR和NUR分别为(11.90±0.15)mgN/(L·h)和(11.67±1.19)mgN/(L·h);CSTR中的AUR和NUR分别为(7.00±0.24)mgN/(L·h)和(7.21±0.60)mgN/(L·h)。添加期间,SBR中AUR和NUR分别为(27.88±5.20)mgN/(L·h)和(28.00±4.17)mgN/(L·h);CSTR中AUR和NUR分别为(18.43±1.05)mgN/(L·h)和(17.64±2.58)mgN/(L·h)。添加停止后,SBR中AUR和NUR分别为(24.02±1.50)mgN/(L·h)和(20.78±0.59)mgN/(L·h);CSTR中AUR和NUR分别为(10.37±1.46)mgN/(L·h)和(9.48±1.34)mgN/(L·h)。相比于添加前,添加期间和添加停止后,SBR的AUR分别提高了1.34倍和1.02倍,NUR分别提高了1.39倍和0.78倍;CSTR的AUR分别提高了1.63倍和0.48倍,NUR分别提高了1.44倍和0.31倍。因此,相比于连续进水模式,生物添加对间歇进水模式的强化硝化效果更为明显。(4)SBR,在添加前、添加期间和添加停止后AOB/EUBmix的比值分别为(1.52±0.17)%、(4.06±0.69)%和(3.25±1.09)%,在实验期间AOB的优势菌均为Nitrosomonas europaea,为r-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后AOB含量分别提高了1.67倍和1.14倍;在三个阶段NOB/EUBmix的比值分别为(1.30±0.41)%、(3.52±0.38)%和(2.54±0.94)%,在实验期间NOB优势菌均为Nitrobacter,为r-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后NOB含量分别提高了1.71倍和0.95倍。CSTR,在添加前、添加期间和添加停止后AOB/EUBmix的比值分别为(1.75±0.86)%、(5.09±0.69)%和(2.18±0.85)%,其中AOB优势菌在添加前和添加停止后这两个阶段均为Nitrosospira,为K-决策者,在添加期间,AOB优势菌由Nitrosospira转化为Nitrosomonas europaea。相比于添加前,添加期间和添加停止后AOB含量分别提高了1.91倍和0.25倍。其中,添加期间AOB优势菌的变化主要是由添加引起的;在三个阶段NOB/EUBmix的比值分别为(0.94±0.39)%、(1.66±0.31)%和(1.41±0.67)%,在实验期间NOB优势菌均为Nitrospira,为K-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后NOB含量分别提高了0.77倍和0.50倍。因此,相比于连续进水模式,添加的硝化菌更容易在间歇进水模式的反应器中存活。(5)镜检观察发现,在添加前,SBR中,活性污泥絮体相对紧密,而CSTR中,活性污泥絮体结构松散,存在大量的丝状菌。但添加开始后,两个反应器中的污泥絮体结构均不同程度地变松散。这说明间歇进水模式有利于污泥絮体的形成,添加对活性污泥絮体结构有一定影响。电镜SEM观察得到,在添加前,SBR中,微生物形态主要为八叠球状和短杆状,而CSTR中,主要有短杆状、杆状和少量球状菌。在添加后,两个反应器中微生物形态没有明显变化,但是,相比于添加前,微生物个体尺寸有所增长且微生物之间的空隙变得较大。