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我国地下水硝酸盐污染严重,而碳源不足是限制地下水反硝化处理性能的重要影响因素,因此,经济有效的固相碳源的选择是反硝化领域的研究热点。本研究采用米糠这一农业废弃物作为碳源和菌源提升地下水反硝化性能,首先分析米糠的理化特性,通过批实验探究反硝化性能,确定米糠的最佳投加量,解析反硝化过程中的微生物群落结构,并探讨pH对米糠中反硝化菌的影响,然后构建米糠填料床生物反应器,研究填料、填充方式及水力停留时间(HRT)对反硝化性能的影响。得到的主要结果如下:理化成分分析表明,米糠含碳量高达46.52%±0.98%,并含有微量元素及维生素B1和B12,可以促进微生物生长,提高微生物活性,从而增强反硝化效果。投加量实验得知,硝酸盐去除速率随米糠投加量增加而增加,但当米糠投加量为1.50 g时,总氮去除效率最高为96.2%。微生物群落结构分析发现,米糠反硝化系统中存在生物降解菌(Massilia、Sphingomonas、Chryseobacterium和Sorangium)和反硝化菌(Pseudomonas、Flavobacterium、Delftia和Comamonadace-ae)。另外,米糠发酵产生的有机酸主要为柠檬酸(20%)和乙酸(15%),而且这两种酸也是米糠中生物降解菌的主要降解产物及反硝化菌的主要基质。pH影响研究表明,米糠反硝化系统中硝酸盐还原菌的最适pH为7.00,但在6.009.50范围内,硝酸盐可被完全降解;然而,亚硝酸盐还原菌的最适pH为7.008.00,当pH≤6.00或pH≥8.00时,NO2--N去除速率明显低于NO3--N,说明亚硝酸盐还原菌比硝酸盐还原菌对pH的变化更敏感。米糠填料床生物反应器连续流实验结果显示,沸石相比陶粒更适合做微生物载体,米糠-沸石混合填充反应器(RZM)启动最快且反硝化效果稳定。同时,米糠与填料的填充方式影响反硝性能,纱布包裹米糠的填充方式可有效防止粉末状米糠随水流冲走及反应器的堵塞,并且纱布表面有利于生物膜形成,从而使米糠-纱布分段填充反应器(RGS)反硝化性能更加稳定,其最佳HRT为12 h,硝酸盐氮去除率和去除速率分别为98.5%±1.2%和262.20 g·m-3·d-1。本研究表明,米糠可作为一种经济有效的碳源和菌源用于地下水硝酸盐反硝化,为受硝酸盐污染地下水的处理提供了一条新途径。