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低温是高纬度地区冬季污水处理的一大不利因素，导致出水难以达标。寒冷地区污水处理厂在冬季往往需要采取加大污水停留时间、降低污泥负荷、增加曝气量等方式来保证出水。生物强化技术可以在不改变工艺参数的前提下提高出水水质和稳定性，降低冬季污水处理厂运行成本。以低温工程菌株入手，探索其在反应器低温运行中的作用，对低温工程菌投加的方式、比例、投加后生化系统出水水质的检测以及污泥群落结构进行监测分析，讨论生物强化技术在实际应用中的价值。本研究菌种来源主要取自哈尔滨某城市污水厂生化系统中的活性污泥，低温（10oC）条件下进行菌种的筛选、驯化。筛选得到低温亚硝化菌群、硝化菌群混菌各一组，好氧反硝化菌两株Den-03和Den-5。采用生理生化和16S rDNA测序方法鉴定所筛选出的低温工程菌，两株好氧反硝化菌Den-03和Den-5的基因片段分别属于Pseudomonas psychrophila和Pseudomonas sp.，Genbank号分别为JQ782901和JQ782902。经过生物强化的反应器运行效果好于未生物强化的反应器。监测结果显示生物强化后，人工配水进水的SBR系统中平均COD的去除率可达到85%以上，平均NH4+-N去除率可达到65%，硝态氮积累量低于20mg/L。生活污水进水的SBR系统中平均COD的去除率可达到90%以上，平均NH4+-N去除率可达到70%，硝态氮积累量低于15mg/L。生物强化技术有利于低温下SBR反应器脱氮效率的提高。投加低温工程菌剂后的反应器污泥MLVSS/MLSS比均有升高，人工配水反应器投加低温工程菌后污泥MLVSS/MLSS比提高8%，生活污水反应器投加工程菌后污泥MLVSS/MLSS比提高9%。投加工程菌后改善了污泥生化性能，使活性污泥中有机物比例增加，可提高污泥沉降性。人工配水与城市污水处理系统中微生物种群的含量均很丰富，经过生物强化的反应器中微生物种群多样性高于未强化的生化系统。优势菌群始终存在于生化系统中。投加工程菌剂的SBR系统中优势菌群的条带数量可达到12条以上，且分别属于Alishewanella sp.（EU287929），Pseudomonas psychrophila （JQ782901）,uncultured Paracoccus sp.（GQ985497）， uncultured Synergistetes bacterium（JQ346774）， uncultured bacterium （FJ672648）种属，其中Pseudomonaspsychrophila （JQ782901）为投加的工程菌Den-03。