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随着工农业的迅速发展,水体中的氮素污染呈现逐渐加重的趋势,这对人体健康和环境生物造成潜在的危害,氮素的去除日益引起人们的关注。目前利用异养硝化-好氧反硝化菌处理含氮废水成为国内外学者研究的一个热点。本论文从好氧活性污泥中驯化筛选出一株新型异养硝化-好氧反硝化菌XH02,经鉴定为人苍白杆菌属(Ochrobactrum anthropi),研究其脱氮特性及强化反应器脱氮过程中菌群结构变化规律。所得结论如下:(1)XH02菌株异养硝化和好氧反硝化的单因素最佳条件:碳源为柠檬酸三钠、温度35℃、转速120 r/min、C/N 8,pH分别为7.0和9.0,在最佳环境条件下,48 h时菌株对氨氮、硝态氮和亚硝态氮的去除率分别达到88.8%、100.0%和94.8%。用响应面法对XH02菌株异养硝化条件综合优化:最佳初始pH 7.5、温度34℃、转速125 r/min和C/N 7.5,在此条件下24 h时氨氮去除率比单因素法提高14.9%,达到82.2%。(2)在氨氮-硝态氮及氨氮-亚硝态氮混合体系中,菌株可同时进行硝化和反硝化,它们之间存在竞争关系。当氨氮/硝态氮或氨氮/亚硝态氮的值小于5:1时,氨氮的存在会促进硝态氮和亚硝态氮的去除,硝态氮或亚硝态氮的存在会抑制氨氮的去除。(3)菌株XH02脱氮过程中的关键酶主要有羟胺氧化酶(HAO)、硝态氮还原酶(NAP)和亚硝态氮还原酶(NIR)。菌株XH02异养硝化脱氮途径是氨氮转化为羟胺,一部分羟胺转化为亚硝态氮进行反硝化脱氮,但没有硝态氮的生成,另一部分羟胺则可能转化为含氮气体。反硝化脱氮途径是硝态氮转化为亚硝态氮进行脱氮,整个过程中亚硝态氮积累较少。(4)XH02对反应器的脱氮过程进行强化时,反应器中菌群结构和多样性会发生较为明显的变化。Shannon index先减少然后逐步增大并趋于稳定。XH02菌的相对含量在整个过程中逐渐增加。XH02菌株的强化使得有些菌如Acinetobacter、Aquabacterium、Myxococcus和Lactococcus等含量明显减少,而有些菌如Treponema、Fontibacter和Arenimonas等含量则明显增大。