论文摘要
近年来随着经济发展和城镇化进程的加速,我国中小城镇饮用水源地污染日益严重。本论文针对我国小城镇地表饮用水源污染特征,从饮用水安全保障、污染源水微生物原位修复工艺高效稳定运行等角度出发,以河道型固定化生物膜反应器为平台,开展受污染源水微生物修复工艺运行与填料比选、土著好氧反硝化菌筛选及其生理生化特性分析、污染水体原位生物强化脱氮等研究,取得如下研究成果：1、选用弹性填料、AquaMats（?）生态基为生物载体,开展河道型固定化生物膜反应器启动及其修复微污染水源水性能研究。结果表明,采用间歇曝气、逐步增强曝气强度的挂膜方式,可实现处理微污染水源水河道型固定化生物膜反应器的快速启动,弹性填料反应器的挂膜时间比AquaMats（?）反应器缩短近两周,其辐射状结构对颗粒态污染物具有较强的截留能力。不同曝气方式的影响研究发现,曝气／停曝时间比3h：3h、曝气量5m3.m-3.h-1工况下,弹性填料反应器的高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮（NHa+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）的去除率均优于AquaMats（?）反应器,分别达80.3%、91.1%、3.6%、14.3%与74.3%、78.8%、2.1%、9.5%;随着曝气强度的减小和曝气方式的改变,AquaMats（?）反应器的污染物去除性能逐步提高,表明其在确保一定污染物去除率的前提下,具有低气水比潜力以及节能降耗的应用优势；在低气水比条件下通过填料组合可强化微污染源水修复系统的氮磷污染物协同去除性能。2、从杭嘉湖地区饮用水源底泥、周边土壤和池塘水体等自然环境中分离、筛选获得七株好氧反硝化菌。通过细菌形态学观察、生理生化分析及16S rRNA鉴定发现,目标菌株分属Pseudomonas sp.,Achromobacter sp.与Acinetobacter sp.,细菌基因组DNA序列提交Genbank所得登录号为HQ285873-HQ285879。进一步研究发现,分离获得的好氧反硝化菌均可较好地表达周质硝酸盐还原酶活,其比生长速率在0.30-0.68h-1,耐受溶解氧浓度达3-10mg/L,具有典型的异养硝化能力。相比而言,菌株Pseudomonas sp.3-7表现出较强的自絮凝与产胞外多聚物能力,揭示其具有较强的好氧脱氮和高活性持留能力。3、在连续流反应工况下研究菌株Pseudomonas sp.3-7的原位强化微污染水体修复性能。富集菌体投加后,修复系统硝态氮（N03--N）的积累有效削弱,总有机碳（TOC）的去除率均可提升约10%。PCR-DGGE结果揭示,随着反应器运行强化生物膜系统微生物群落多样性降低,逐步形成稳定的微生物群落结构,投加菌株Pseudomonas sp.3-7在修复系统内成功定殖并成为优势菌种,赋予原位生物修复系统稳定的脱氮性能。