【摘 要】
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短程硝化反硝化工艺作为一种高效、经济、实用的氮素污染治理新型技术,对实现碳减排和碳中和、减少物耗和能耗、降低污泥产量、提升污水处理效率等具有重要意义。在目前的研究中,实现污水的稳定短程硝化需要一系列较为严苛的控制条件对氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）进行差异性的抑制,如低溶解氧、短污泥龄、游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）等。然而上述调控策略运用于实际主流污水生物脱氮时仍具有一定
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短程硝化反硝化工艺作为一种高效、经济、实用的氮素污染治理新型技术,对实现碳减排和碳中和、减少物耗和能耗、降低污泥产量、提升污水处理效率等具有重要意义。在目前的研究中,实现污水的稳定短程硝化需要一系列较为严苛的控制条件对氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）进行差异性的抑制,如低溶解氧、短污泥龄、游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）等。然而上述调控策略运用于实际主流污水生物脱氮时仍具有一定的局限性。本论文研究了在序批式移动床生物膜反应器（SBMBBR）中短程硝化的启动、载体挂膜和不同pH对短程硝化的影响。在进水为高氨氮浓度(200 mg-N·L-1),且出水pH=6.0～6.4的条件下,2个相同实验室小试规模的SBMBBR反应器均能够实现短程硝化快速启动,并在长期运行中保持稳定。当反应器进水的氨氮浓度降低为100mg-N·L-1,出水pH为5.5～6.0的SBMBBR1依旧能够保持稳定的短程硝化;而出水pH为7.0～8.0的SBMBBR2短程硝化被打破,降低SBMBBR2的出水pH至6.0～6.5,短程硝化又能够迅速恢复。通过高通量测序对微生物群落结构进行检测分析,发现当出水pH为5.5～6.5时,生物膜上主导AOB为Nitrosomonas,同时Nitrosospira相较于Nitrosomonas更不易附着在载体上;当pH为7.0～8.0时,NOB会在R2体系中逐渐富集且NOB的种类会发生变化,导致短程硝化被打破。实验结果表明通过调控碳酸氢盐并且利用AOB在氨氧化过程中产生质子来控制pH,能够促进FA、FNA对微生物的抑制调控作用,使短程硝化维持稳定。当碱度与氨氮的摩尔比小于1时,反应器内始终保持着良好的短程硝化效果,且亚硝酸盐积累率达到90%以上;当碱度与氨氮的摩尔比大于1时,硝酸盐会逐渐上升,最终反应器中短程硝化被打破。进一步利用Monod方程建立了Nitrosomonas在不同底物浓度中的摄取速率动力学,发现此AOB在pH偏碱性（7.0～8.0）时有更高的摄取速率(μmax)和半饱和常数（ks）,在pH偏酸性（5.5～6.5）且底物匮乏时,摄取速率更快。
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