随着我国城镇化的不断推进,城市的污水排放量不断增加,对其采取有效的处理对我国的环境保护意义重大。以活性污泥为代表的生物处理工艺以高效低耗的优势被广泛用于生活污水的处理,并已成为污水生物处理的研究热点和发展方向。本论文对现有SBR反应器装置进行改进,对改进后工艺进行性能研究,主要研究该SBR工艺启动过程运行特性;考察了不同进水pH值及循环上流速度对其运行效果的影响;以及反应器对污水中阴离子表面活性剂的降解特性;通过PLFA分析法,对接种污泥驯化前后的微生物群落结构进行研究,探究功能性微生物特征、微生物群落结构变化与工艺处理效果的关系。主要得出以下结论:(1)为了使反应器具有稳定良好的处理效果,采用人工配置模拟的生活污水为原水对污泥进行驯化,驯化后泥絮体结构密实,表面附着大量球形菌,并且絮体孔隙发达,污泥达到成熟状态,此时COD去除效率可达94%,TN、NH_4~ -N、TP的去除率分别可达为88.2%、86.9%、63.8%,对TN的去除率比传统工艺提高了21.2%。(2)优化工艺运行参数能够进一步提高反应器的处理效果,因此本试验重点考察了不同进水pH值和循环上流速度对工艺的影响,结果表明,随着进水pH值的升高SBR反应器对污染物的去除效率有所提升,pH值为8.0时,处理效果最佳,COD出水浓度低至20mg/L;TP的去除率由57%升高至69%。循环上流速度对COD及TP的去除效果影响不显著。(3)为了进一步考察SBR反应器的处理能力,将实际生活污水作为原水进行研究,经过为期30天的运行跟踪监测,随着微生物对实际生活污水的环境的逐渐适应,对污染物的去除效果逐渐提升,最终趋于稳定,SBR反应器对COD、TN、NH_4~ -N及TP的去除率分别达88%、70%、68%及45%,说明了污泥中的微生物已具备较高的活性以及耐冲击能力。(4)探究了SBR反应器对典型污染物阴离子表面活性剂的降解特性,结果表明,SBR反应器对阴离子表面活性剂的去除具有良好的效果,降解率可达81.3%,与吸附法处理技术相比去除率提高了7.9%,降解前2h主要以吸附为主,2h后以生物降解为主。(5)研究了接种前后活性污泥中PLFA含量变化情况,共检测到C14到C20共计22种PLFAs。分别为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸以及支链脂肪酸。饱和脂肪酸经过驯化后含量有所升高,在SBR工艺中其占总PLFAs含量的25.58%。单不饱和脂肪酸是污泥中含量最丰富的脂肪酸种类,但在SBR反应器中经过驯化后其含量有所降低,而多不饱和脂肪酸的含量基本维持不变,其占总PLFAs含量分别为31.86%、3.67%,并且i15:1ω4、16:1ω6c、17:1ω6、18:1ω8c和20:5ω2c、20:5ω3c经驯化后消失。支链脂肪酸经过驯化后其含量大幅度提高,在SBR反应器中占总PLFAs含量的15.30%,同时污泥被驯化产生了新的脂肪酸10Me17:0,即有适应反应器环境的新微生物出现。(6)对接种污泥和稳定运行后污泥微生物群落特征进行分析,研究得出,革兰氏阳性菌、好氧细菌及甲烷氧化菌在微生物群落组成中占主导地位。甲烷氧化菌在污泥驯化后含量降低,但是该类菌落在驯化前后的所占比例都是最大的,其相对含量在24.99%～38.23%范围内,说明甲烷氧化菌在工艺过程中对污染物的去除起着重要作用。好氧细菌经驯化后占比明显提高,相对含量由原来的17.41%升高至23.86%,说明驯化的污水条件有利于好氧微生物的繁殖生长成为优势菌种。革兰氏阳性菌的变化趋势与好氧细菌相同,含量由原来的4.08%升高至8.20%。厌氧细菌、原生动物、脱硫叶菌含量都有所升高,真菌含量基本维持恒定,革兰氏阴性菌、硫酸盐还原细菌、嗜压/嗜冷细菌在SBR工艺的运行环境中受到抑制,最后被优势菌种所替代。