氮污染是一类重要的污染物,它对人体健康及环境均有非常大的危害,主要存在形式有有机氮和无机氮两种。生物法脱氮是目前污水脱氮最常用且最经济的方法,然而由于参与各脱氮步骤中的各种菌群对营养物质和溶解氧的要求不同,这就产生了生物脱氮法工艺复杂的缺点,这很大程度上限制了它在实际工程中的应用。本实验组在前期的研究过程中发现生物海绵铁体系较普通活性污泥体系具有更加良好的脱氮效果,同时发现在此生物海绵铁体系中存在大量的铁细菌和好氧反硝化细菌。本文以本实验组前期的研究和发现为切入点,首先考察了海绵铁及NO3--N对SBR反应器处理效果的影响,并就其对微生物(铁细菌和好氧反硝化菌)数量的影响进行研究。之后对各反应器中具有铁氧化功能的好氧反硝化菌进行分离、筛选,并对其中的一株具有高效脱氮能力的好氧反硝化菌2-5进行生理生化和16Sr DNA鉴定。考察了碳源、C/N、海绵铁投加量、初始p H值及温度等因素对好氧反硝化菌株2-5生长特性和脱氮性能的影响。最后本文进行了2-5菌株强化普通SBR反应器的研究。研究结果表明:(1)同时投加海绵铁和NO3--N的SBR反应器(生物海绵铁体系)脱氮效果明显优于普通活性污泥系统。前者TN去除量为33.54 mg/L约为后者TN去除量的2倍。通过对各反应器中铁细菌和好氧反硝化菌的测定证实了海绵铁和NO3--N会促进体系中铁细菌及好氧反硝化菌生长的猜测,正是由于此类微生物的大量存在促进了SBR反应器对TN的降解效果的提高。(2)实验筛选出19株好氧反硝化菌,经过反硝化性能的测定,其中菌株2-5脱氮效果相对最好,在培养48 h时能将体系中NO3--N从126.79mg/L降至37.12 mg/L,去除率为70.72%,整个过程中NH4+-N始终保持在较低水平。菌株2-5的生理生化实验和16S r DNA分析结果显示,2-5属于反硝化无色杆菌,同源性达到99%。(3)考察碳源对菌株的生长特性及脱氮性能时,发现菌株2-5以甲醇为碳源时较其他碳源取得较大的生长量及生长速率,同时碳源结构越简单,菌株的生长速率越快。同时以甲醇为反硝化电子供体时NO3--N的降解速率和去除率均为最大,但其TN的去除率并非最大,而以酒石酸钾钠为碳源时TN去除率最大,达到70%。同时,可以发现NO3--N去除率与TN去除率的一致性上产生一定差别,而产生这种差别的主要原因是NO2--N的积累量不同。(4)考察了C/N、海绵铁加量、初始p H值、温度等生态因子对2-5脱氮效果的影响,结果显示最佳C/N为17,海绵铁投加量为1 g/L。在初始p H值为7时TN的降解率最高,为93%。温度为20℃时,菌株的脱氮效果较差,硝氮仍有大量残余。当温度为30℃-35℃时,菌株2-5 TN去除率可达到90%以上。(5)将好氧反硝化菌株2-5应用于SBR反应器的强化实验中。不同NO3--N进水负荷下,各反应器脱氮效果发生规律性的变化,这种变化可以通过调整反应器的C/N使之发生改善。但相比之下在整个运行过程中同时投加60%好氧反硝化菌2-5菌液和90g/L海绵铁的4#活性污泥反应器具有较好的抗高氮负荷的能力,这可能与该反应器中加入海绵铁具有密切的关系。实验同时考察了4#反应器不同阶段一个周期内TN、NO3--N的变化情况。实验结果显示4#反应器各阶段都能在短时间内快速的将TN和NO3--N降解到较低水平。