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本论文研究采用A/O生物膜工艺处理石化废水，反应器由个缺氧A段和两个好氧O段（O1和O2段）组成，分别在O2段投加装有改性聚氨酯泡沫的多孔塑料球载体形成生物固定床和直接投加改性聚氨酯载体形成生物移动床，提高有机物的降解效率。研究在不同进水水质下，两组反应器对COD、氮和总磷的去除效果；考察HRT和回流比的改变对处理效果的影响，以及进出水性质的变化规律；并对载体生物膜的种群结构进行解析。结果表明：在HRT为30h、污泥回流比为100%的条件下，两组反应器对COD的去除效率大于72%，氨氮的去除效率在90%以上。出水中BOD5浓度低于5mg/L，可生化性小；总磷小于1mg/L，基本由正磷酸盐组成。工业废水与生活污水的混合比例为3:1作为进水时，COD和总氮的去除效率最高。COD和氨氮在O1段完成主要的降解，在O2段进步强化。移动床有较好的抗冲击能力和脱氮能力，固定床有较好的有机物和氨氮降解能力。HRT减为15h对反应器的去除效率没有显著影响，且总磷的去除率明显升高，两组反应器都有较好的抗水力冲击负荷性。增加回流比为200%，出水中COD和氨氮浓度降低，对总磷和硝态氮没有影响。溶解性微生物产物（SMP）对出水COD的贡献为50%左右，固定床出水SMP浓度小于移动床出水，SMP中主要组成成分蛋白质与多糖的比值在1:1左右。原水中有机物的分子量分布范围主要小于1kDa（70.9%）和大于100kDa（10.4%）。出水中大于10kDa的有机物所占比例减小，分子量主要分布在小于1kD（a分别为56.6%和54.1%）和1-5kD（a分别为26.2%和38.0%），A/O生物膜反应器对大分子有机物的降解较好。移动床反应器载体附着生物膜的微生物菌群丰度和均匀度较高，种群多样性较低，有较好的稳定性；固定床反应器载体附着生物膜的种群多样性较高，易形成优势种。两组反应器载体生物膜变形菌门菌群所占比重最大（分别为60.0%和60.4%）。移动床生物膜中浮霉菌门菌（20.2%）明显多于固定床（16.9%），有较好的脱氮效果，而绿弯菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门含量较低，固定床反应器有较好的硝化能力和降解多糖能力。在属（genus）的水平上检测到两组反应器亚硝酸盐氧化菌（NOB）Nitrospiraceae Nitrospira的比例较高，且A组多于B组，这与A组反应器较好的硝化作用相致。B组反硝化菌Azospira， Thermomonas和Thauera的比例明显高于A组，与B组反应器较好的脱氮效果相致。上述研究表明， A/O生物膜工艺是种很有前途的石化废水处理技术。