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硝酸盐与铬作为两种重要的工业原料在工业废水中广泛存在,这两种污染物对人类和其他生命体均有毒害作用,对环境破坏巨大。利用微生物同时将硝酸盐还原为气态氮、将六价铬（Cr（Ⅵ））还原为三价铬（Cr（III））的处理技术是一种前景广泛且低成本的环境友好技术。本论文对实验室前期分离的一株假单胞菌LZ-4进行了同时铬还原和反硝化机理和应用研究,得到的主要结论如下:（1）菌株LZ-4能进行有效的反硝化作用,可利用琥珀酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖作为碳源,最适C/N为10,初始pH范围为6.0-8.0,能够处理浓度高达1000mg/L NO3--N。菌株LZ-4能同时还原10 mg/L Cr（Ⅵ）和500 mg/L NO3--N或是同时还原20mg/L Cr（Ⅵ）和200 mg/L NO3--N,共同处理率高于80%。（2）全基因组测序结果表明菌株LZ-4中存在反硝化与Cr（Ⅵ）还原相关基因,RT-PCR实验结果显示10 mg/L Cr（Ⅵ）能促进反硝化相关基因nirK（67倍）、norB（152倍）和nos Z（207.5倍）的表达。同时,硝酸盐和Cr（Ⅵ）也能相互促进Cr（Ⅵ）和硝酸盐还原酶活性,这种促进现象有利于降低Cr（Ⅵ）对反硝化作用的抑制程度。通过基因组推测的电子转移机理显示,反硝化过程在厌氧条件下与Cr（Ⅵ）还原过程存在直接的电子竞争而形成相互抑制,而在好氧条件下不存在直接的电子竞争。因此,菌株LZ-4在好氧条件下也能够同时还原硝酸盐和Cr（Ⅵ）。（3）在批式膜生物反应器中,经聚乙烯醇-海藻酸钠固定的LZ-4菌株能持续46天去除95%的500 mg/L NO3--N,80%的10 mg/L Cr（Ⅵ）和96%的5000 mg/L COD。通过固定化LZ-4菌结合活性污泥处理含Cr（Ⅵ）和硝酸盐废水的实验发现,加入固定化LZ-4菌的污泥对200 mg/L NO3--N和30 mg/L Cr（Ⅵ）的消除率一直保持在100%左右。固定化LZ-4菌使污泥对Cr（Ⅵ）消除的浓度从10mg/L提高到了30mg/L,而加入游离LZ-4菌对污泥的性能影响不明显。同时相比于对照组,固定化LZ-4菌使污泥的生物质浓度提高了50%左右,沉降比（SV）增加了1-2倍。而加入游离LZ-4菌降低了污泥的SV和污泥的絮凝性。（4）直接加入游离细胞不能使菌株LZ-4定植到活性污泥中,通过固定化作用可实现菌株LZ-4在污泥中的成功定植。16SrRNA高通量测序微生物群落结果显示,培养基质是影响污泥群落结构变化的主要因素,在含铬含氮废水中培养35d后,污泥群落的多样性下降。在污泥强化过程中,游离菌组对污泥群落结构没有明显影响。固定化的LZ-4菌增加了污泥群落的多样性,在纲水平上明显改变了污泥群落结构,γ-变形菌纲和α-变形菌纲丰富度分别增加了14.264%和12.271%,而β-变形菌纲和Saprospirae丰度分别降低了26.497%和7.249%。