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近年来,我国的城镇化建设以及工农业生产的发展,导致地表水污染状况日益严峻。基于2014年无锡市滨湖区蠡河河水水质的调查和监测,针对蠡河污染物质,尤其是氮,采用闷曝排泥法的挂膜方式,开展了模拟河水生物膜反应器的挂膜启动和工艺运行性能研究,并深入探讨了水力停留时间和温度对系统内微生物群落结构和功能菌群的影响,从而筛选出性能良好的生物填料,并确定了反应器的最佳工艺参数,以期为净化蠡河水体,减少流入太湖的营养物质（尤其是氮）,实施蠡河生态修复示范工程提供科学依据与技术支持,并可以为其他类似河流生态修复工程提供技术参照。主要研究成果如下:（1）选用悬浮填料和弹性填料,均接种无锡市滨湖区蠡河河流底泥和城北污水处理厂活性污泥,开展模拟河水生物膜反应器的挂膜启动性能研究。结果表明,弹性填料可以有效缩短反应器的挂膜启动过程,运行稳定阶段四组反应器NH+4-N去除率均维持在97%以上,CODMn去除率维持在80%以上,TN去除率维持在40%50%之间。稳定阶段弹性填料附着生物膜的活性更高,胞外多聚物（EPS）含量更多且EPS对微生物细胞的聚集作用更强。（2）在挂膜启动稳定运行的基础上探究水力停留时间（HRT）、温度（T）和碳氮比（C/N）对不同填料生物膜反应器运行性能的影响,结合挂膜启动过程,表明在HRT=14.80 h,T=28°C、C/N=11:1运行条件下,系统处理性能最佳。在挂膜启动稳定运行的基础上探究水力停留时间（11.90 h、9.89 h、7.99 h）对不同填料生物膜反应器运行性能的影响,整个运行过程中弹性填料出水明显优于悬浮填料;同一运行工况下弹性填料富集的生物膜具有较高的活性生物量和EPS含量,生物膜结构更为致密,胞外物质更为发达。在挂膜启动稳定运行的基础上探究温度（24°C、18°C、10°C）对不同填料生物膜反应器运行性能的影响。三维荧光光谱类富里酸和类胡敏酸荧光峰强度的增强证实温度对EPS产生了较大影响,但弹性填料EPS中荧光峰始终强于悬浮填料,表明弹性填料生物膜EPS中含有更高的物质浓度,因此低温下弹性填料依然可以维持较高的污染物去除效率且低温下弹性填料附着的生物膜结构仍较为致密。在挂膜启动稳定运行的基础上探究C/N（7:1、11:1、16:1）对不同填料生物膜反应器运行性能的影响。外加碳源可以强化系统的反硝化性能,当系统C/N为11:1时,弹性填料NH+4-N去除率依然保持在90%左右,且NO-3-N出水仅累积到2.5 mg/左右,CODMn去除率升至90%左右,可见弹性填料在反硝化性能方面有明显优势。（3）高通量测序分析水力停留时间为7.99 h运行条件下四个生物膜样品中的菌群,检测到的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌分别为亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）,其中接种底泥的悬浮填料和弹性填料富集的Nitrosomonas丰度分别为0.29%和0.35%,Nitrospira丰度均为0.47%,接种活性污泥的悬浮填料和弹性填料富集的Nitrosomonas丰度分别为0.87%和1.31%,Nitrospira丰度分别为2.01%和2.21%。检测到的反硝化菌种类较为丰富,其中接种底泥的悬浮填料和弹性填料富集的反硝化菌丰度丰度分别为1.13%和1.81%,接种活性污泥的悬浮填料和弹性填料富集的反硝化菌丰度分别为2.50%和2.98%。同种接种泥条件下,弹性填料较强的生物亲和性可以固定较高比例的脱氮功能菌群,可见弹性填料具有较强的抗冲击负荷性能。高通量测序分析温度为24°C和10°C运行条件下接种底泥的四个生物膜样品中的菌群。当温度由24°C降至10°C时,接种底泥的弹性填料生物膜内Nitrosomonas丰度由1.11%降至0.63%,而悬浮填料Nitrosomonas丰度由0.96%降至0.41%,可见低温下具有较强亲水性的弹性填料依然保存着较高的Nitrosomonas丰度。另外,低温促进了Nitrospira的快速增长,成为系统内的优势脱氮菌群,而反硝化过程极其微弱,并不显著。