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农村生活污水氮污染问题不仅影响当地的水环境质量,还制约着农村地区的发展。为了改善居住环境,保障农村地区水环境生态健康,寻求经济、安全、高效的脱氮途径显得尤为重要。好氧反硝化作为新型脱氮过程的重要组成部分,丰富了生物脱氮理论。与传统反硝化菌相比,好氧反硝化菌能够在好氧条件下完成硝化和反硝化过程,简化了工艺流程,便于管理,已引起国内外学者的广泛关注。本论文结合前人经验,从龙泓涧梯级塘底泥中分离出具有好氧反硝化功能的菌群LHJ-1,对其进行脱氮特性、功能基因和固定化研究,并将固定化菌群投加入实验装置强化人工模拟生活污水脱氮,主要结论如下:(1)通过分析菌群LHJ-1物种组成和脱氮特性发现,LHJ-1主要由假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、食酸菌属(Acidovorax)、贪铜菌属(Cupriavidus)和Pseudoduganella菌属构成,且菌群携带NapA、NirS、NirK和NosZ基因,并以贪铜菌属(Cupriavidus)为主要NirK型好氧反硝化菌,具有完全反硝化能力。菌群以硝氮(NO3--N)、亚硝氮(NO2--N)、氨氮(NH4+-N)为氮源时总氮(TN)的去除率可达76.73%、72.11%和93.58%,表明其具有良好的好氧反硝化和异养硝化性能。菌群LHJ-1可利用碳源种类多,对pH和溶解氧(DO)适应性也较强,更适宜在高碳氮比(C/N)环境中生长。为适应目标水体,将其驯化至C/N为8,并保持脱氮效率达70%以上。菌群脱氮模型预测显示LHJ-1最高脱氮效率达81.21%,而验证实验最终脱氮效率为76.00±2.59%,符合预期。(2)通过菌群固定化研究发现,最佳载体配比为12%聚乙烯醇(PVA)、8%海藻酸钠(SA),0.5 g稻壳粉和10 mL菌液,混合均匀后,在3%CaCl2-硼酸饱和溶液中交联4 h,再在0.5 mol/L的Na2SO4溶液中交联1 h,形成固定化小球。小球具有较好的稳定性和传质性,48 h的TN去除率达90%左右,与游离菌相比,去除效率明显提升。小球对pH和转速具有良好的耐受性,但受低温影响严重,更适宜在温度较高环境中生长代谢。(3)通过对比实验组(固定化小球+活性污泥)和对照组(活性污泥)的污染物去除情况,发现在装置稳定阶段中,对照组的化学需氧量(COD)、TN、NH4+-N的平均去除率分别为90.84%、65.58%、79.48%,而实验组分别为91.22%、77.96%、89.74%,且实验组出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定的一级A标准(以下称一级A标准),说明实验组污染物去除较对照组优且稳定。微生物多样性分析发现,两装置中均存在好氧反硝化菌,实验组中由于菌群LHJ-1的加入,贪铜菌属(Cupriavidus)丰度最高,且高于对照组,说明固定化菌群具有较大应用潜力。