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本试验对医药化工废水的同步硝化反硝化（SND）生物脱氮脱碳进行了系统研究。采用实验室序批式反应器（SBR）小试试验和工程化应用试验,分别研究了溶解氧（DO）、pH对SND碳氮去除的影响和SND在实际工程运行中COD、氨氮、总氮去除效果;同时对污泥各项指标变化进行研究,为SND工程化应用提供了数据参考和拓展方向。最后提出了今后SND的研究方向,如SND反应机理和动力学研究、好氧反硝化菌的筛选和驯化、同步硝化反硝化和短程硝化反硝化及反硝化除磷技术相结合等。本文主要研究结果如下:（1）实验室小试阶段利用SBR反应器,SND最佳DO浓度应控制在1～2 mg/L,最佳曝气时间控制在8h。在此条件下,COD去除率达76%～78%、氨氮去除率达78%、总氮去除率高达74%～77%。不同DO条件下污泥氨氧化菌的数量有所差异,DO:0.5mg/L条件下的氨氧化菌数量仅为9.533×102个,而DO:1,2,4 mg/L条件下都达到104,这和氨氮去除率情况吻合。（2）控制DO:1 mg/L下SND最佳进水pH为7～7.5,此时的COD去除率达80%以上,氨氮去除率高达80%～82%,总氮去除率高达74%～78%。pH过低或过高都会影响碳氮的去除。在单个反应周期中,pH变化范围在7.49～7.15,没有明显的pH先下降后上升现象;NO3--N、NO2--N浓度在反应中没有明显积累过程,最终出水浓度分别为2.21 mg/L和1.87 mg/L。DGGE图谱表明,pH对污泥氨氧化菌群落结构和丰富度有较大影响,pH 7.5时的种群多样性最高,而pH 6.5最低。氨氧化菌种类差异是造成高pH下维持较高氨氮去除率的原因,而非氨氮吹脱去除。pH对SND过程反硝化菌的影响是今后值得研究的方向之一。（3）在实际工程应用中,控制曝气强度DO:1～2 mg/L,进水pH7～7.5时,水温在28～32℃下的COD、氨氮、总氮去除率分别高达78.8%、78.4%和74.5%,工程应用中的SND碳、氮去除效果比较理想。同时SND脱氮脱碳过程所需曝气量和酸碱投加量较传统生物脱氮有明显减少,降低了处理成本,其工程应用有广阔的前景。（4）研究结果表明水温和盐离子浓度过高对SND的碳氮去除有负面影响。在试验后期水温高达40～42℃,SO42-浓度:8512 mg/L、Cl-浓度:8031 mg/L下的COD、NH4+-N、TN平均去除率分别只有66.9%、56.8%、44.9%。DGGE图谱表明:在多种影响因素的作用下,虽然出现适应环境变化的氨氧化菌菌种,但总体上氨氧化菌种类和数量都有减少。氨氧化菌种群多样性降低导致SND的氨氮、总氮去除率变差。