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腈纶废水主要成分包含腈类、苯酚、N,N-二甲基乙酰胺、烷烃、丙烯酸甲酯、芳烃、硫醇、甲基烯丙基磺酸钠等,污染物浓度高、成分复杂,是公认的难处理有机废水之一。在十一五国家水体污染控制重大专项项目“腈纶废水生化处理技术开发和工程示范”及十二五国家水体污染控制重大专项项目“腈纶废水有机物与氨氮强化去除的生物处理技术及设备”的长期研究中发现,载体对腈纶废水生化处理有较好的促进作用,为了深刻揭示不同载体对腈纶废水生化处理产生的影响,本文以吉林奇峰化纤污水处理厂传统活性污泥法曝气池、折流板式微生物固定化生化池及投加不同载体的SBBR实验装置为对象,采用Illumina MiSeq高通量测序手段,分析了不同反应器处理腈纶废水过程中微生物群落结构特征及其变化,探究不同载体对腈纶废水生化处理过程中微生物群落结构影响。为腈纶废水的处理提供技术参考,也为实际工程改造提供了技术支持,同时为同类研究提供参考。(1)从传统活性污泥曝气池取样点L1处到取样点L4处,整体微生物群落结构多样性变化不大;其中,L2处微生物丰富度和多样性最高,L3处最低。在门水平上,Proteobacterta、Planctomycetes、Bacteroidetes、Thermi为传统活性污泥曝气池中主要优势菌。在属水平上,Meiothermus、Paracoccus、Diaphorobacter、Nitrosomonas、Rhodobacter、Thauera为曝气池中主要的有机物和氨氮降解菌,其中Meiothermus在四组样品中相对丰度都在18%以上,可能对腈纶废水中有机物的降解起着重要作用。(2)在折流板式微生物固定化生化池各隔室样品中,第四隔室微生物群落丰富度和多样性最高,第一隔室最低。在门水平上,折流板式微生物固定化生化池主要优势菌由Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、planctomycetes、Thermi、Chlorobi、Acidobacteria构成。在属水平上,第四、五隔室中菌群结构趋于稳定,主要优势菌有Rhodanobacter、Diaphorobacter、Nostocoida、Mucilaginibacter、Candidatus brocadia、Aridibacter、Gemmata、Aquicella;Aridibacter在第二至第五隔室中相对丰度都在5%以上,Aridibacter应该对腈纶废水中聚合有机物有特殊降解能力。(3)折流板式微生物固定化生化池微生物菌落丰富度和多样性都较传统活性污泥曝气池高。在门水平上,Acidobacteria、Chloroflex为微生物固定化生化池中新的优势菌。在属水平上,Aridibacter、Nostocoida、Mucilaginibacter、Rhodanobacter、Thermomonas、Gemmata、Chitinophaga、Desulforhabdus、Aquicella、Nitrosospira、Bosea等为微生物固定化生化池中大量积累或新出现的细菌,这些菌大都与有机物降解和脱氮有关,可见有机多孔载体的投加能够提高微生物群落多样性。有机多孔载体对脱氮菌总的相对丰度影响不大,但能够明显提高脱氮菌群落结构多样性。(4)在投加不同载体的SBBR反应器中,投加有机多孔载体的反应器微生物群落丰富度最高;投加“有机多孔载体+海绵铁”的反应器微生物群落均匀度较高,使得其多样性升高。在门水平上,Proteobacteria和Planctomycetes总的相对丰度都在50%以上,是腈纶废水中有机物生物降解的主要贡献者。在属水平上,投加“有机多孔载体+海绵铁”的S4反应器具有更优越的微生物群落结构,主要优势菌为Gemmata、Planctomyces、Aridibacter、Fluviicola、Phycisphaera,其中Gemmata和Planctomyces在S4反应器中总的相对丰度达24%,S4反应器对腈纶废水良好的处理效果与其代谢生长密不可分。(5)载体的投加可明显提高各SBBR反应器中脱氮菌相对丰度,但不同的载体对脱氮菌群落结构的影响不同;有机多孔载体和“有机多孔载体+海绵铁”复合载体都能促进脱氮菌生长,相对丰度大幅增加,且复合载体对脱氮功能菌的选择性更强。