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N2O是一种强温室气体,其增温潜能约为CO2的300倍,在污水处理过程中,N2O的排放已受到越来越多的关注;NO作为N2O产生的前驱体,也属于大气污染物。深入了解污水处理过程中NO和N2O的产生和排放机制,是制定和实施N2O减量化控制策略的关键。本研究首先对厌氧/好氧/缺氧模式的序批式生物膜反应器(SBBR)进行恢复培养,并在反应器稳定运行的基础上进行反硝化实验,研究了不同C/N比(1、2、5、7)、不同电子受体(NO2--N或NO3--N)、不同投加方式(碳氮源的同步投加和氮源延迟1h的异步投加)对N2O产生情况的影响,以及C/N比为2时NO的产生情况;并对系统内的微生物种群结构进行了分析。所得主要结论如下:(1)经过60d的恢复培养,SBBR反应器实现稳定运行,系统对COD、NH4+-N、TN的平均去除率分别达到85%、97%、95%。并得到A/O/A模式下的最佳运行周期(12h):进水及厌氧(60min)—曝气(240min)—缺氧(390min)—排水及静置(30min)。(2)不论同步投加还是异步投加,两种电子受体的N2O转化率均随着C/N比的增大而下降;不同C/N比下,投加NO2--N时N2O转化率均高于投加NO3--N时;异步投加时N2O转化率均大于同步投加时。其中,NOX--N的浓度为500 mg/L时,NO2--N同步投加和异步投加时N2O转化率分别为44.46%、62.36%;NO3--N同步投加和异步投加时N2O转化率分别为13.10%、19.71%。(3)C/N比为2时,在NOX--N的反硝化过程中,NO和N2O的浓度曲线变化特征不同:反应开始后,NO浓度会迅速上升到最大值,并立即下降;而N2O则持续积累增大至NO2--N消耗殆尽时才快速下降,且N2O的累积量比NO的累积量高约12个数量级。此外,NO的产生主要发生在以NO2--N为电子受体的反硝化过程中,内源PHB反硝化对NO的产生也有促进作用;而以NO3--N为电子受体时几乎没有NO产生。在NO2--N同步投加和异步投加的反硝化过程中,NO的累积量分别为1.03 mg/L和1.67mg/L。(4)SBBR反应器在A/O/A模式稳定运行期间,通过16S rRNA基因测序技术对生物膜中的微生物群落进行鉴定。结果表明,基于门水平的微生物群落分布中,Proteobacteria为主要功能菌,占比48.22%;基于属水平的主要菌属及所占比例为Thaurea(13.68%)、Candidatus Competibacte(11.26%)、Denitratisoma(8.66%)。