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同时硝化和反硝化(Simutaneous Nitrification and Denitrification,SND)被认为是高效低耗的废水脱氮的过程之一。基于生物悬浮载体的移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)弥补了活性污泥法和固定床生物膜反应器的不足,结合了两者的优点,更有助于SND的实现。悬浮生物载体是成功实现连续流MBBR-SND的核心部分,但是普通高密度聚乙烯(HDPE)载体有挂膜速度慢,生物亲和性差等问题,影响反应器脱氮效果。本实验使用添加改性材料的新型生物亲和性载体,考察其挂膜性能,并通过测定在不同溶解氧(DO)浓度,温度和碳氮比(C/N)下的COD、NH4+-N和TN出水浓度,考察连续流条件下的MBBR-SND的脱氮性能。序批式移动床生物膜反应器(Sequencing Batch Moving Bed Biofilm Reactor,SBMBBR)挂膜启动实验结果显示,与普通载体相比,新型载体表面亲水亲电及亲生物性更好,挂膜速度更快。并且投加新型载体的反应器R1在第14天达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,比普通载体提早了8天,明显缩短了反应器挂膜启动的时间。在连续流MBBR-SND实验中,pH为7-8,HRT为8 h,分别探究DO、温度、C/N这3个因素的变化对脱氮效果的影响。在低DO水平(0.5-1.0 mg/L),相对较短的HRT(8 h),适当温度(21-25℃)和C/N(>7)条件下,投加新型生物亲和性载体反应器R1出水中COD、NH4+-N、TN去除率分别为90.5%,88.6%和76.6%,都达到国家一级A标准,但投加普通载体的R0不能达到一级A标准。高通量测序结果表明,与R0相比,系统R1中细菌多样性及丰富度明显提高:除传统脱氮功能性细菌自养硝化和缺氧反硝化菌相对丰度分别增加3.64%、8.4%外,生物膜中存在含量较高的异养硝化菌【红细菌(Rhodobacterales)16.9%,比R0高5.1%】和好氧反硝化菌【鞘脂单胞菌(Sphingomonadales)3.0%,R0与R1相差不大】,使R1在低DO下实现稳定高效的硝化效果及SND脱氮性能。实际生活污水实验结果表明:在低DO水平(0.5-1.0 mg/L),相对较短的HRT(8h)和适当温度(21℃-25℃)条件下,反应器R0和R1的出水COD浓度可达到一级A标准(<50 mg/L);反应器R1的出水NH4+-N浓度可达到一级A排放标准,TN出水效果稳定,接近一级B排放标准。本研究为基于生物亲和性载体的SND工艺推广应用奠定基础,促进了相关微生物机理的发展,为污水中总氮高效稳定去除,缓解氮素对环境的污染等方面具有重要意义。