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部分反硝化作为一种新型的脱氮方法,通过硝酸盐还原路径实现NO2--N积累,为厌氧氨氧化工艺提供电子受体。本课题通过控制反硝化反应时间,在SBR反应器中成功实现部分反硝化过程,即将反硝化控制在NO3--N还原至NO2--N阶段,探究不同C/N比(1.0、2.5、4)及温度(15℃、25℃、35℃)下部分反硝化过程中NO2--N积累特性,并获得了该过程的最佳控制条件。同时利用微生物宏基因组测序技术对反应器内微生物种群变化进行分析。主要结论如下:(1)通过控制反应时间(20min)和碳源供给(C/N=1、2.5和4)在三个反应器中(SBR1、SBR2和SBR3)经过108d的运行,均实现部分反硝化过程,即将NO3--N控制到仅还原至NO2--N阶段。SBR1出水NO3--N浓度约为31.55mg/L,积累的NO2--N浓度约为17.91mg/L;SBR2出水NO3--N浓度约为9.29mg/L,积累的NO2--N浓度为39.05mg/L;SBR3中NO3--N被完全还原,积累的NO2--N浓度为38.72mg/L。(2)碳氮比是影响反硝化过程中亚硝酸盐积累的重要因素,NO3--N还原速率和NO2--N积累速率均随着C/N的增大而增大,较低的C/N更有利于亚硝酸盐的积累。C/N=1时,NO2--N积累率为93%;C/N=2.5时,NO2--N积累率96%;C/N=4时,NO2--N积累率为78%。(3)NO3--N还原速率和NO2--N积累速率均随着温度的增大而增大。反应温度为15℃时,NO3--N浓度在10min时降至34.92mg/L,NO2--N最高浓度为18.22mg/L;反应温度为25℃时,NO3--N浓度在10min时降至15.60mg/L,NO2--N最高浓度为34.58mg/L;反应温度为35℃时,NO3--N在前15min内被迅速还原完,NO2--N最高浓度为45.66mg/L。(4)当系统中同时存在两种电子受体NO3--N和NO2--N时,由于硝酸盐对于碳源的竞争力大于亚硝酸盐对于碳源的竞争力,反硝化菌会优先还原NO3--N,导致NO2--N的积累。(5)高通量宏基因组测序分析结果表明培养的污泥中优势菌为Thauera,占整个菌群的71.83%,该菌仅能将NO3--N还原至NO2--N,从而实现系统中亚硝酸盐积累。