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城市污水处理厂的污泥水包括污泥厌氧消化池排出的上清液、后续浓缩池的上清液和污泥脱水车间排出的脱水滤液,由于其NH4+-N浓度较高,因此,尽管水量仅占污水处理厂总水量的1%~2%,但NH4+-N负荷却占总负荷的15%~25%。通常污泥水被回流至进水口进行再处理,这就造成处理系统的实际NH4+-N负荷高于设计负荷,致使污水厂出水的NH4+-N浓度不能达到相关的排放标准。通过对污泥水单独处理,并富集硝化菌,投加到污水处理系统中,可大大强化污水处理厂的脱氮效率。本研究采用SBR反应器,探讨不同温度(30℃、25℃、20℃)条件下污泥水的硝化效果和硝化菌产率,并运用荧光原位杂交(FISH)技术对所富集的硝化菌的种类和数量进行检测,分析温度变化对其微生物群落结构的影响。主要研究结果如下:(1)污泥水中的COD较难降解,整个试验过程中TCOD和SCOD的平均去除率分别为63.0%和51.3%。系统的硝化性能良好,NH4+-N的平均去除率为99.3%,但是反硝化效率欠佳,TN的平均去除率仅为24.3%,同时获得了25.5%的PO43--p去除效率。反应器运行稳定后,活性污泥结构致密,原生动物活动活跃。污泥沉降性能好,SVI的平均值为70.0mL/g。(2)30℃、25℃和20℃下培养的活性污泥的最大氨氧化速率分别为25.7、40.7、33.4 mgNH4+-N/gVSS·h;最大亚硝酸盐氧化速率分别11.4、20.4、11.8mgNO2--N/gVSS·h,25℃时,硝化速率达最大值。随温度降低,硝化菌的内源呼吸速率逐渐减小,表观产率增大,20℃时达最大值0.138 mg nitrifiers/mgN。mobilis)和氨氧化螺旋菌属(Nitrosospira);25℃和20℃下,氨氧化球菌属分别占氨氧化菌总数量的63%和70%,为优势菌属;氨氧化螺旋菌属分别占19%和1%。检测到的亚硝酸盐氧化菌种类有硝酸杆菌属(Nitrobacter)、硝酸螺旋菌属(Nitrospira)、硝酸球菌属(Nitrococcus)与硝酸刺菌属(Nitrospina gracilis)。25℃和20℃下,硝酸杆菌属分别占亚硝酸盐氧化菌总数量的64%和65%,为优势菌属;硝酸螺旋菌属分别占35%和19%;硝酸球菌属分别占1%和6%;25℃下没有检测到硝酸刺菌属,而在20℃,数量占10%。随温度降低,氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌在总细菌数中所占份额均有所增加,25℃和20℃下污泥中氨氧化菌的含量分别占总细菌含量的15.7%和18.8%,亚硝酸氧化菌分别为12.9%和14.4%。