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硝酸盐工业废水含有较高硝酸根且大部分含有COD、氨氮、硫酸根和重金属离子(铜、镍等)。成分复杂多样且部分物质会对反硝化微生物的增殖产生不利影响,从而加大了生物法去除工业废水中硝酸盐的难度。本文通过合理预处理手段,控制不利因素在微生物可接受的范围内,采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器进行厌氧反硝化处理研究,同时针对高浓度废液处置生产过程中可能暂停运行的情况,研究了系统在恢复启动过程中运行性能状况并通过分子生物学技术分析了恢复启动期间污泥中微生物群落的演变过程。主要研究结论如下:1.吹脱法去除氨氮,去除率为80%90%左右,从工程角度考虑采用pH=12、吹脱时间为3 h最为适当。投加硫化钠对铜、镍的处理效果劣于先除氨氮后投加硫化钠,去除率分别降低45%和23%。离子交换法对高浓度重金属废水深度处理效果较好,二级交换出水余铜为0.6 mg·L-1,余镍为3.0 mg·L-1,接触反应30 min左右即可满足要求。投加熟石灰有去除硫酸根的作用,0-120 min内硫酸根去除率随时间逐渐增加,120 min后去除率趋于稳定。从工程可行性角度反应30min较为合适。2.EGSB反硝化系统以HRT=22 h、水浴温度33±1℃、内回流比R=180%启动,以每次增加当前负荷的20%达到驯化目的,在第74天时,EGSB反应器进水完全为工业废水,硝酸根浓度为1.1×103 mg·L-1,硝酸根去除率稳定在99%,且亚硝酸根浓度为0.0257.2 mg·L-1。系统在第49天是盐分超过2.0%进入高盐状态,最终盐分为3.5%。COD去除率为23.4%84.8%,平均去除率为60.7%。pH=7.88.7,ORP=-450-300 mV。3.EGSB系统停止运行1个月后恢复启动,采用原水硝酸根浓度30%(710.7mg·L-1)恢复启动23天,硝酸根去除率为99%,比反硝化速率(R-NO3)从49.4mg·(g·h)-1提升到170.7 mg·(g·h)-1(以VSS计),提高了34倍。通过对微生物的多样性及相似性研究,Ace和Chao指数分析表明,恢复初期污泥中细菌的丰富度较大,提升负荷后有所降低。Shannon和Simpson指数分析表明恢复初期比恢复启动后污泥中的细菌多样性丰富。高通量测序结果分析显示,在属水平上Halomonas(盐单胞菌属)、Pseudomonas(假单胞菌属)、Alcaligenes(产碱杆菌属)为优势菌种,与启动初期相比,启动末期的相对丰度分别增长了35%、31%和14%。优势菌种的相对丰度与R-NO3之间存在一定的正相关性,R-NO3每增加一倍优势菌种的相对丰度平均扩增6.7%