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现有截流式合流制污水厂雨季截流雨水仅经过一级处理,出水携带大量有机物、氮、磷排放到受纳水体,对环境容量不足的水环境形成严重威胁,对截流雨水进行强化二级处理成为水环境保护的关键。研究以截流式合流制污水厂截流雨水强化二级处理为研究对象,拟通过调整生物单元运行工况的非工程途径,提升强化二级生物处理单元对截流雨水的消纳能力,实现截流雨水的污染控制。重点探究设计工况下SBR/A2O工艺单元对截流雨水强化二级处理的消纳能力;同时,考察了污泥浓度、投加填料对强化截流雨水强化二级处理SBR/A2O消纳能力的影响,确定提升系统消纳能力的关键工况参数;在此基础上,探究旱、雨交替运行模式下,污泥浓度、投加填料对截流雨水强化二级处理SBR/A2O消纳能力的影响;并利用16Sr RNA Amplicon高通量测序技术,探究了旱季和雨季SBR系统中的微生物种群结构及优势功能菌属。研究得出主要结论如下:增加污泥浓度、投加填料对雨季污水SBR处理系统效能及处理水量消纳能力提升显著。雨季污水C/N为7.5、5.22、3.76时,污泥浓度由4g/L增加至6g/L、8g/L时,反应器COD、TN净削减量增加,以出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级A标准为目标,污泥浓度为4g/L、6g/L时,对于C/N为5.22的雨季污水,反应器可消纳1.5倍旱季水量,污泥浓度为8g/L时,能消纳2倍旱季水量;对于C/N为3.76雨季污水,污泥浓度为8g/L时,能消纳1倍旱季水量。投加填料时,SBR处理系统TN和COD净削减量相比常规SBR系统增加;以出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级A标准为目标,投加填料的SBR反应器处理C/N为7.5和5.22的雨季污水时,均能消纳2倍旱季水量;处理C/N为3.76雨季污水时,能消纳1.5倍旱季水量,以达到一级B标准为目标时,能消纳2倍旱季水量。旱季和雨季SBR系统、旱季和雨季投加填料SBR系统微生物种群门水平种类无显著差异,而属水平功能菌属存在显著差异。雨季SBR系统AOB、NOB菌属相对丰度均高于旱季系统,旱季系统反硝化功能菌属的相对丰度高于雨季系统。雨季系统较旱季系统反硝化功能菌属种类更多;旱季和雨季SBR系统中微生物种群相似度较高,旱季和雨季投加填料的SBR系统中微生物种群相似度较低。旱季SBR系统中优势硝化功能菌属主要有Nitrospira、Other＿f＿Gemmataceae、Other＿f＿Nitrosomonadaceae、Other＿f＿Pirellulaceae、胚芽Gemmata、Nitrosomonas,雨季SBR系统较旱季系统多一种Rhodocyclus;旱季、雨季系统中AOB菌相对丰度分别为5.10%、7.47%,NOB菌相对丰度分别为2.51%、3.41%。旱季SBR系统反硝化功能菌属主要有noclassified-f-Comamonadaceae、Other＿f＿Chitinophagaceae、Comamonas、lanctomyces、Paracoccus,雨季系统较旱季中多一种Rubrivivax;旱季、雨季SBR系统中优势反硝化功能菌属相对丰度为26.33%、16.97%。旱季投加填料SBR系统中优势AOB功能菌属为Other＿f＿Nitrosomonadaceae,NOB功能菌属有Rhodocyclus、Nitrospira;反硝化功能菌属主要有Dechloromonas、Flavobacterium、Zoogloea、Cytophagaceae、Pseudoxanthomonas、Comamonas。雨季投加填料的SBR系统中,AOB功能菌属主要有Other＿f＿Nitrosomonadaceae、Other＿f＿Gemmataceae、Other＿f＿Pirellulaceae,NOB功能菌属主要有Nitrospira、Rhodocyclus;反硝化功能菌属主要有noclassified-f-Comamonadaceae、Other＿f＿Chitinophagaceae、Zoogloea、Dechloromonas、Brachymona。旱季、雨季系统中AOB菌属丰度分别为1.43%、3.34%;NOB菌属分别为17.89%、2.08%;反硝化菌属总相对丰度分别为39.40%、17.10%。增加污泥浓度、投加填料对雨季污水A/A/O处理系统效能及处理水量消纳能力提升显著。雨季污水C/N为3.76,雨季进水为1倍旱季水量时,污泥浓度由4g/L增加至6g/L、8g/L时,反应器TN、COD、TP净削减量增加。以出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级A标准为目标,污泥浓度为8g/L时,能消纳1倍旱季水量,以出水达到一级B标准为目标时,污泥浓度为4g/L、6g、8g/L/时,处理效能逐渐增强,反应器均可消纳1.5倍旱季水量。投加填料时,C/N为3.76的雨季污水处理TN、TP、COD净削减量相比常规A/A/O系统分别增加168mg、6.9mg和278.1mg。以出水达到一级A标准为目标,能消纳1倍旱季水量,以达到一级B标准为目标时,能消纳2倍旱季水量。