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炼化废水排放量大,且成分复杂,水质不稳定,废水本身具有一定的生物毒性,目前炼化企业普遍采用的A/O工艺,很难满足废水升级提标的处理要求。本论文在研究A/O工艺对炼化含油废水的处理效果基础上,通过A/O工艺与生物膜工艺相复合,以期在低成本前提下,原位改进A/O工艺,达到提高处理效果的目的。同时,深入研究反应器中微生物的群落结构变化情况,为生物强化A/O工艺技术开发和工业应用提供理论基础与实践指导。实验结果表明,经过驯化后,A/O反应器能够处理进水COD在350450 mg/L、油含量为40 mg/L的含油废水,COD去除效果明显,去除率达到95%以上,TN去除率为79%。A池中VSS/TSS由70%增长到90%,O池中VSS/TSS由66%增长至87%;两池中SVI均呈先增大后减小的趋势,说明石油污染物对污泥有一定影响,但SVI最大不超过75 mL/g,表明未出现污泥膨胀现象。pH值对A/O工艺影响显著,直接影响有机物去除效果和脱氮效果,pH值为7.5时,反应器处于最佳状态;回流比的变化对有机物的去除效果影响不大,但直接影响脱氮效果,回流比为1时,处理效果最佳。反应器进出水有机物主要包括烷烃类、芳香类、酯类、醇类、醛酮醚类、有机酸类、胺类及杂原子类化合物等,出水中烷烃含量显著降低,相对含量由45.67%降至22.34%,但芳香类及醛酮醚类化合物含量升高。A/O反应器复合生物膜工艺后,在进水COD维持在350450 mg/L且进水油含量为40 mg/L时,出水COD去除率达到99%以上,出水中油含量去除率达到98%以上,能有效提高NH4+-N效果,NH4+-N去除率由80%提高至95.5%,TN去除率由79%提高至94.5%。载体的投加有助于提高污泥的沉降性能。两个反应池中VSS/TSS稳定在90%左右,SVI分别从68 mL/g和58 mL/g降至63 mL/g和53 mL/g。反应器进出水有机物种类不变,出水中烷烃含量显著降低,相对含量由22.3%降至16.8%,芳香类及醛酮醚类化合物含量有所升高。通过基因测序得到不同样品的生物多样性及群落结构。随着反应器的运行,A池及O池不同时间的样本中,相对含量小于1%的菌属均逐渐减少,表明优势菌属发生了富集。样本A2中,石油降解优势菌属及其相对含量分别为:Xanthomonas（10.11%）、Clostridium（8.72%）、Anaerolinea（6.07%）及Alcaligenes（5.74%）,样本O2中,石油降解优势菌属为Clostridium（6.72%）、Pseudomonas（5.23%）及Comamonas（4.32%）;样本A2中,反硝化优势菌属为Enterobacter（9.97%）、Zoogloea（6.69%）及Hyphomicrobium（4.89%）,样本O2中,硝化优势菌属为Nitrospira（8.24%）、Pseudomonas（5.23%）及Burkholderia（4.54%）。样本A3与O3中,优势菌属与样本A2及O2基本相同,但各菌属含量均有所增加,说明优势菌属更利于在生物膜上生长。