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为解决我国南方城市污水厂进水COD偏低、冬季氨氮去除不稳定，反硝化碳源不足，TN难以达标等突出问题，课题组研发了生物吸附与污泥水解释碳联合强化脱氮污水处理新工艺（ANDH工艺），并在无锡市城北污水厂进行了中试研究。本文在前期研究的基础上，进行了污泥水解和反硝化单元的研究，以及工艺长期运行特性的研究。同时，采用克隆文库、末端限制性片段长度多态性技术（T-RFLP）和454测序3种分子生物学方法研究了ANDH系统的微生物群落结构特征。污泥水解单元在HRT=30h，pH=11，60°C条件下连续运行，出水平均溶解性COD浓度为1529.7mg/L，可以为反硝化单元提供大量外加碳源。通过污泥驯化，水解碳源可以完全替代甲醇用于反硝化单元，当系统进水的平均TN浓度为37.3mg/L时，出水TN浓度基本能够保持在15.0mg/L以下。ANDH系统在优化工况下稳定运行310天的结果表明，系统表现出良好的污染物去除效果，出水中COD、总氮和氨氮平均浓度为37.7mg/L、13.8mg/L和0.55mg/L。采用克隆文库、T-RFLP和454测序方法研究并比较了ANDH系统中吸附池、硝化池和反硝化池三个处理单元的微生物群落结构特征。结果表明，454测序能够获得丰富全面的群落信息；三个单元的细菌群落结构差异性明显，如吸附池、硝化池和反硝化池中变形菌门（Proteobacteria）含量分别为30.38%、51.76%和45.55%，拟杆菌门（Bacterioidtes）含量分别为29.41%、14.16%和29.53%， ANDH工艺实现了各单元微生物分区。采用454测序方法分析了投加剩余污泥水解碳源初期和稳定期内反硝化池的微生物群落结构。结果表明，反硝化单元长期投加剩余污泥水解碳源，其微生物群落结构发生了明显变化。拟杆菌门（Bacterioidtes）含量从12.28%增至29.52%；绿弯菌门（Chloroflexi）含量从14.12%降至3.52%；变形菌门（Proteobacteria）的根瘤菌目（Rhizobiales）、伯克氏菌目(Burkholderiales)含量变化明显。