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目前,我国大城市污水处理发展良好且趋于完善,而中小城镇污水处理事业由于环境保护意识起步较晚、经济发展稍欠发达等原因仍有着十分可观的提升空间。生物转盘具有处理效果好、剩余污泥量少、占地面积小、操作简单、安装运行费用低等优点,非常适合在中小城镇污水处理领域内推广应用。现阶段生物转盘在我国的实际工程应用中多局限于好氧生物转盘。提高生物脱氮效率已成为当今国内外在研究污水处理领域中的核心问题,好氧生物转盘应用十分广泛,对有机物和氨氮去除效果显著,但反硝化作用不充分。关于缺氧生物转盘的小试研究表明其反硝化效果显著,但实际应用甚至中试试验却罕有报道。因此,若能将生物转盘应用于反硝化脱氮,则有利于将缺氧/好氧生物转盘联用,进一步提高工艺设备的系统化、标准化、设备化和自动化程度。同时充分发挥生物转盘的种种优点,以更高效率进行生物脱氮。本试验通过将生物转盘投入处理生活污水的中试试验,对全浸没式缺氧生物转盘对不同污染物的处理效果进行了研究,确定了反硝化反应的动力学模型,并运用16S rRNA基因测序技术对缺氧和好氧生物转盘生物膜微生物菌种进行了鉴定分析。试验结果表明:(1)进水硝酸盐氮浓度为6mg/L时,为保证缺氧生物转盘对硝氮的去除率高于90%,HRT应不低于2h;反硝化过程中硝酸盐氮的最佳运行负荷为N=1.54 g/(m~2·d)。亚硝酸盐氮的变化情况与硝酸盐氮基本保持同步。COD去除量约为硝酸盐氮去除量的6~10倍。缺氧生物转盘对氨氮和总磷无明显去除效果。(2)缺氧生物转盘中实际反硝化过程与半级反应动力学模型拟合度最高,且实验值与所推导的半级反应动力学方程所计算出的理论值无显著性差异,验证成功。根据所推导动力学模型,可在已知设计流量和硝酸盐氮进、出水浓度的条件下可推算所需盘片面积,从而有效指导实际工程设计。(3)16S rRNA基因测序结果表明,长期运行过程后缺氧生物转盘生物膜与好氧转盘具有较大差异,缺氧环境中微生物更具多样性。但好氧生物转盘微生物种群的均匀度更高,且首级、末级盘片微生物差异性更大。