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目前,大部分农村地区的污水未经处理就直接排放,严重污染了农村的生态环境。而沿海地区和盐碱地区域的农村污水除含有化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等常规污染物外,还具有很高的盐度,因此,开发一套适合农村污水处理的耐盐、经济、高效的一体化污水处理设备尤其重要。本研究将两组仿水草式螺旋纤维填充的序批式生物膜反应器(SBBR)作为研究对象,考察了盐度、营养物质配比(C/N/P)、水力停留时间(HRT)对SBBR系统脱氮除磷效果的影响,得出了最佳运行条件;通过高通量测序技术监测了不同条件下系统中不同位置的微生物组成及变化;开发了一套日处理量为10.0 t的污水处理设备,并在工程中得以应用。研究表明,该系统可以在15天内实现快速启动。10.0 g/L的盐度对COD、氨氮(NH4+-N)和TN的去除几乎没有影响,而对TP的去除有明显的抑制作用,使其去除率降低40%左右;在C/N/P为33.3:8.3:1.0的条件下,TN和TP的去除均受到影响,而当C/N/P比恢复至70.0:7.0:1时,TN和TP的去除效果可以得到恢复;当HRT为1+6 h(进水阶段0.5 h,厌氧阶段1.0 h,好氧阶段6.0 h,排水阶段0.5 h)时,出水TP浓度高达1.2 mg/L;该系统运行的最佳C/N/P和HRT条件分别为70.0:70:1和3+5 h(进水阶段0.5 h,厌氧阶段3.0 h,好氧阶段5.0 h,排水阶段0.5 h)。SBBR系统中属类水平上的微生物种群结构在不同运行条件下的变化较大;外部生物膜和悬浮污泥中的氨氧化细菌(AOB)、聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)的含量均高于内部生物膜中的AOB、PAOs和GAOs的含量;而内部生物膜中硝化细菌(NOB)、反硝化细菌(DNB)和反硝化聚磷菌(DNPAOs)的含量最高;AOB、NOB和DNB在悬浮污泥、外部生物膜和内部生物膜中的分布有利于同步硝化反硝化过程的发生;DNPAOs可以在较低C/N/P下进行反硝化除磷;而PAOs和GAOs之间的竞争是导致出水TP浓度变化的主要原因。本研究成功开发出以SBBR工艺为主体工艺的一体化污水处理设备,当运行周期为进水1.0 h、厌氧4.0 h、好氧6.0 h、排水1.0 h时,其出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B要求,运行成本约为0.54元/m3。因此,本研究开发的SBBR技术具有高效低耗的特点,可为盐度较高的农村污水处理提供参考。