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以苯、甲苯、乙苯和二甲苯为代表的苯系物（BTEX）污染危害大、范围广,大气、地表水、地下水、土壤环境中都有其存在。且实际含BTEX的工业废水中往往同时含有氨氮。传统的生物法降解BTEX不能耦合脱氮功能,导致废水处理工艺流程长,运行成本高。异养硝化-好氧反硝化（HN-AD）技术使得去除难降解有机物同步脱氮成为可能。论文筛选了降解苯、甲苯、乙苯（BTE）的HN-AD菌株,构建了去除BTE并同步脱氮的HN-AD复合菌群,借鉴微生物学分析手段探索其降解机理;利用序批式生物处理反应器（SBR）,考察复合菌群生物强化处理效果;并利用高通量测序技术对SBR反应中生物强化前、后的活性污泥样本进行菌群结构分析。为HN-AD生物菌剂的开发及HD-AD技术的实际应用提供依据,为生物强化技术的工程应用奠定基础。以实验室处理模拟焦化废水反应器中的活性污泥为原始材料,筛选出9株BTE降解菌（B1-1、B1-2、B1-3、J2-1、J2-2、J2-3、Y3-1、Y3-2、Y3-3。其中,B1-1、B1-2、J2-1、J2-3、Y3-3为HN-AD菌）。联合实验室保存的2株芳烃降解菌（Diaphorobacter sp.PD-7和Candida maltose BF-2）。通过对菌株两个浓度梯度的单底物降解效果对比分析,兼顾对BTE和氮的同步去除,遵循菌株相互之间应生态位分离的原则,初步筛选对单底物降解能力较强、耐受力好、降解广谱性较好的B1-1、B1-2、J2-1、PD7、Y3-1和Y3-2,作为菌群构建的候选菌株。考察三底物对单一菌株降解活性的影响,分析该菌株降解混合底物的能力。确定最佳菌株为PD7,再通过PD7与其它菌株的排列组合进行多株菌的复配试验。结果表明,由B1-2、PD7和Y3-1三株菌构成的菌群M4对BTE的降解效果最好,为优势菌群。用Haldane模型对BTE进行单底物好氧降解动力学分析,经origin软件对试验数据非线性最小二乘拟合,得到细胞生长最大比增长速率μmax分别为:0.228 d-1、0.192 d-1、0.168 d-1;采用Abuhamed方程描述双底物降解动力学,得到苯/甲苯拟合结果为I1,2=2.02、I2,1=8.05,相关系数R2=0.89;苯/乙苯拟合结果为I1,2=3.25、I2,1=4.08,相关系数R2=0.91;甲苯/乙苯拟合结果为I1,2=4.56、I2,1=5.27,相关系数R2=0.91。得出三种底物的抑制作用与实验相符。通过酶活性实验,测得邻苯二酚2,3-双加氧酶(C23O)的比活力值均远大于邻苯二酚1,2-双加氧酶(C12O)的,BTE降解是以间位开环裂解途径为主。以BTE为唯一碳源,分别以NH4+-N、NO3--N、NO2--N为唯一氮源,考察菌群M4对BTE与氮的同步去除能力。初始浓度相同的条件下,菌群细胞浓度变化与BTE降解速率从大到小均为:NH4+-N>NO3--N>NO2--N。以BTE与NH4+-N为唯一碳氮源时,菌群通过异养硝化-好氧反硝化途径实现脱氮,总氮去除率达51.13%。分别固定NO3--N浓度和BTE浓度调整C/N比,考察C/N比对菌群M4降解BTE与脱氮性能的影响。实验结果表明,C/N比为15时,菌群具有最优的去除BET同步脱氮能力;过高或过低的C/N比均不利于BTE和硝酸盐氮的同步去除;但高C/N比有利于硝酸盐氮的去除率,且亚硝酸盐氮积累量少。通过测定异养硝化-好氧反硝化过程的相关酶活性,结合氮平衡分析,断定氨氮通过完整的异养硝化-好氧反硝化偶联途径脱除。在启动和运行SBR反应器的基础上进行生物强化,比较强化前后SBR在去除COD、苯、甲苯、乙苯和氨氮等污染物方面的效能。COD、苯、甲苯和乙苯的去除率分别提高17.5%、16.5%、15.1%和19%;氨氮的去除变化不大;总氮的去除率由51.2%升至64.1%。说明菌群M4确实对反应器运行效果有明显的提高作用。持续运行期间,COD去除率提高了0.8%,苯,甲苯和乙苯的平均去除率下降了4.7%,2.6%和1.8%。氨氮去除率基本没有变化均为85%左右,总氮的平均去除率小幅下降了1.4%。表明所构建的菌群M4有着较好的稳定性及可持续性。对强化污泥在不同运行条件下的效果进行了比较分析,得到了最优运行条件。对比分析不同曝气量和pH值条件下去除效果,结果表明,COD、苯、甲苯和乙苯的去除效果均在1.0 mL/（mL·min）条件下最优,氨氮和总氮的去除效果均在1.5 mL/（mL·min）条件下最优,最优pH值为7.5。采用高通量测序技术对SBR处理系统生物强化之前及运行稳定后的活性污泥样本进行分析。在门、纲、目、属四个水平上分别对细菌分布及相对含量进行比较,结果表明,在门水平上,相对含量前两位的为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）;在纲水平上的是β变形菌（Betaproteobacteria）和丙型变形菌纲（Gammaproteobacteria）;在目水平上的是伯克氏菌目（Burkholderiales）和假单胞菌目（Pseudomonadales）;在属水平上的是从毛单胞菌属（Comamonas）和硫杆菌属（Thiobacillus）。在四个水平上菌落相对含量均有变化,属水平最为明显,但都相差不大。