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目前，我国城市污水处理厂普遍存在着氨氮去除率低及污泥水处理不当的问题。针对这两个问题，本文利用污水厂的污泥水富集硝化菌，然后添加到污水处理系统，探讨生物添加对污水处理系统硝化性能与生物群落结构及数量的影响。
通过常规分析，测定生物添加前后，系统的COD及氨氮的处理效果;运用FISH技术检测相应的硝化菌数量和种群结构变化。主要研究成果如下:
(1)采用SBR反应器，对进水氨氮浓度为50mg/L的人工模拟城市污水进行处理，在HRT为8h，SRT为6d的条件下，出水氨氮浓度平均为35mg/L，去除率仅为30％;在同样的操作条件下，添加进水流量1.2％的硝化菌培养液后，出水氨氮浓度逐渐下降到1mg/L以下，在稳定状态下氨氮去除率在99％以上。生物添加对污水处理厂生物脱氮具有较好的强化作用。
(2)生物添加前活性污泥的最大氨氧化速率和最大亚硝酸盐氧化速率分别为2.59mgNH4+-N/L·h和0.8mgNO2-N/L·h;添加稳定后，最大氨氧化速率和最大亚硝酸盐氧化速率分别为15.25mgNH4+-N/L.h和4.02mgNO2--N/L·h。生物添加能够较大程度的增强模拟城市污水处理厂反应器中污泥的氨氧化和亚硝酸氧化活性。
(3)硝化菌添加可增加SBR反应器内硝化菌的数量。生物添加前，反应器内污泥的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌数量均为106.7个/mL，分别占细菌总数的3.7％(±1.2％)和2.1％(±0.1％);生物添加后，氨氧化菌的数量增加到107.6个/mL，亚硝酸盐氧化菌增加到107.3个/mL。氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌分别占细菌总数的8.1％(±4.7％)和5.2％(±2.5％)。
(4)生物添加后，污水处理系统中硝化菌的种类与添加的硝化菌种类逐渐接近。在添加氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌优势菌种分别为氨氧化球菌属Nitrosococcusmobilis和硝酸杆菌属Nitrobacter的硝化菌培养液后，反应器氨氧化菌的优势菌属再添加前后均为氨氧化球菌属 Nitrosococcus mobilis，而亚硝酸盐氧化菌由添加前的硝酸螺旋菌属Nitrospira转变为硝酸杆菌属Nitrobacter spp。