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SBR污水处理工艺系统是活性污泥法中一种经济实用的生物处理方法,受到各方的广泛重视。近年来,有研究人员对生物填料与SBR系统相结合的技术进行了研究,以期进一步改善SBR系统的去除污染物效果。为开发一种既能为SBR系统中的微生物提供附着生长条件,又能通过改变活性污泥处理系统中微生物特性,提高污水生物处理过程中活性污泥的活性与沉降性能,强化污水处理效果的技术方法,本文以城市生活污水为研究对象,通过与传统SBR系统的对比试验,分别研究了悬浮生物填料SBR系统、腐殖生物填料SBR系统和双重生物填料SBR系统(同时投加悬浮生物填料和腐殖生物填料的SBR系统)去除污染物的效能,并对不同生物填料SBR系统内活性污泥生物化学特性与微生物多样性进行了分析。试验研究结果表明,悬浮生物填料SBR系统增加和丰富了生物量及各种微生物菌群的种类,可构成相对稳定的固着式生长和悬浮式生长的复合生物处理体系;腐殖生物填料SBR系统则在腐殖生物填料的作用下,虽然仍是悬浮式生长的生物处理体系,但可使普通活性污泥转化为具有良好脱氮除磷能力与沉降特性的腐殖活性污泥;而同时投加悬浮生物填料和腐殖生物填料的双重生物填料SBR系统,兼具悬浮生物填料和腐殖生物填料SBR系统的特点。各组系统的运行试验结果表明,悬浮生物填料SBR系统、腐殖生物填料SBR系统及双重生物填料SBR系统比传统SBR系统的启动时间短,且三组系统对污水中COD、NH3-N和TP的去除效果优于传统SBR系统;在系统稳定运行阶段,双重生物填料SBR系统对COD的去除率为95.3%,较传统SBR系统高出2.7%,几组SBR系统对COD的去除效果差别不大;悬浮生物填料、腐殖生物填料和双重生物填料SBR系统在NH3-N的去除方面均优于传统SBR系统,其对NH3-N的去除率分别为88.0%、86.4%和86.5%,较传统SBR系统高出6.86%、5.24%和5.34%;同时,三种系统去TP的效果也均优于传统SBR系统,去除率分别为92.9%,93.8%和93.5%,较传统SBR系统高出2.5%、3.4%和3.1%;双重生物填料SBR系统的脱氮效果优于腐殖生物填料SBR系统,除磷效果优于悬浮生物填料SBR系统。对各组系统内的污泥特性分析结果表明,三组投加生物填料能使SBR系统内活性污泥中微生物种类比传统SBR系统丰富,能够形成良好的生物絮凝体,进而改善污泥沉降性能;投加生物填料的SBR系统内活性污泥所含EPS含量始终低于传统SBR系统,沉降性均优于传统SBR系统,当运行周期结束时腐殖生物填料SBR系统内EPS含量最低为44.5mg/gvss;投加双重生物填料的SBR系统中的腐殖质含量多于悬浮生物填料SBR系统,少于单一腐殖生物填料SBR系统。Miseq高通量测序技术检测结果表明:腐殖生物填料SBR系统中的生物多样性最低,双重生物填料和悬浮生物填料SBR系统中的生物多样性较高,优于单一腐殖生物填料SBR系统,悬浮生物填料在双重生物填料SBR系统中对微生物多样性的影响起主导作用;四组系统的好氧污泥在门的水平上的分类主要归属于9个门,具备较好固氮作用的Proteobacteria在腐殖生物填料SBR系统中含量较多,颗粒化作用突出的Chlorobi在传统SBR系统中最少。双重生物填料SBR系统、悬浮生物填料SBR系统和腐殖生物填料SBR系统中的污泥群落结构与传统SBR系统相比均明显不同,较传统SBR系统内菌种在污水处理方面更有优势。