我国多晶硅、电镀 、 印刷电路板 P CB 、 新型电子元器件等行业 产生 高浓度硝酸盐废液 ，其处理处置是危险废物领域的重要难题 。 另一方面，我国市政、工业污水厂对尾水总氮标准的提高，使得不少地 区要求上游企业对纳管排放水中总氮指标进行严格控制。深刻认识反硝化脱氮的影响要素与微生物机制，建立高浓度硝酸盐废液处理处置的工艺方法，这对于支撑相关行业可持续发展、 区域 水环境 水质 综合改善具有重要意义。 对于高浓度硝酸盐 废液（或废水），离子交换、膜分离、催化还原等 物理化学方法存在去除不彻底 、 成本高、 产生二次污染物等问题 工业 废液中 普遍存 在 的高浓度 盐分、重金属、有毒有机物等 污染物 使得传统生物反硝化 难以进行 。 针对上述高浓度硝酸盐废液处理难题 ，本 论文以 异养反硝化为基本工艺路线 ，采用 模拟 高浓度硝酸盐 废水，通过 连续流实验 逐步 驯化 耐盐反硝化菌和 启动高负荷耐盐反硝化反应器， 研究 高盐 分、 高浓度硝酸盐胁迫下异养 反硝化脱氮 性能及其 耐受 适应 过程 、反硝化 菌生理生化 特性 以及反硝化污泥微生物群落多样性的 变化规律 ；进一步 针对实际高浓度硝酸盐废液开展 中试 试验， 研究高负荷耐盐反硝化脱氮 性能以及 影响 的关键要素， 揭示硝酸盐负荷逐步提升过程中胞外聚合物（ E PS 组成 、 微生物群落结构 特征与 演化 规律；在此基础上，采用 能值分析 理论方法，定量评估 有机废液与硝酸盐废液协同处置工艺的经济性和 生态可持续性效益 以期为高负荷耐盐反硝化 工艺 处理硝酸盐废液的提供 技术 支撑。本文得到的主要结论如下：
    （1 ）采用模拟废水 可 成功启动 高负荷耐盐反硝化 膨胀颗粒污泥床 反应器E GSB ）），且对实际高浓度硝酸盐废液表现出良好的反硝化效果。 在 水力停留时间（ H RT 为 2 2 h 、 C OD/NO 3 大于 0 .8 条件下， 当 进水 盐分和 进水 NO 3 浓度NO 3 0 分别 为 4 .8 和 1 6 000 mg/L 时 出水 NO 3 浓度 和 NO 2 浓度 NO 2 0分别 为 670 mg/L 和 1 .29 mg/L NO 3 容积负荷 高 达 1 7.5 NO 3 kg /m 3 · d 。 对于 金属表面酸洗 产生的高浓度硝酸盐 废液 E GSB 反应器可较快 驯化 和适应 ，最大进水盐分和 NO 3 0 分别 为 7 .8 和 3 0 400 mg L 时 硝酸盐容积负荷 NLR 高达 33.2kg NO 3 ·m 3 /d 高负荷耐盐反硝化系统 运行 稳定性与盐分 、 COD/NO3和NLR有关。
    （2 ）通过高通量测序分析 高负荷耐盐反硝化系统 微 生物多样性 结果显示随着进水盐分和 NO 3 0 提高， 菌群 聚类 O TU 多样性下降 古细菌受到明显抑制，反硝化功能菌的有效序列逐渐增 加直至 最终 占总细菌有效序列的 9 6.2 进水 中 NO 3 和 COD 的去除主要通过反硝化功能菌实现 。 基于 16S rRNA 扩增子测序结果预测微生物群落功能 P ICRUSTs 对高负荷耐盐反硝化菌群进行代谢功能预测 结果表明 氨基酸代谢和膜转运蛋白 功能的丰度较高 这 与反硝化细菌对高盐度胁迫的高耐受性有关。 通过 实时荧光定量 PCR q PCR 分析发现 高负荷耐盐反硝化过程 总细菌基因 16S rRNA 、 亚硝酸盐还原酶 nirS 基因 、 氧化亚氮还原酶 nosZ 基因 等 均随盐分 浓度 和 NO 3 0 升高 而发生 明显 富集 其 中 亚硝酸盐还原基因 nirS 和氧化亚氮还原基因 nosZ 丰度较强 ，反应过程中 未出现 NO 2明显 积累 。 进一步 研究 高负荷 耐盐反硝化污泥颗粒化过程以及 E PS 的影响机制结果表明，当 进水 盐分 3.0 和 NO 3 0 10 ,000 mg/L 时 盐分和 NO 3 0 升高可促进 E PS 分泌和含量 增加 进而 促进污泥颗粒化 进一步增加 进水盐分和 NO 3 0E PS 进一步 分泌和 蛋白 质 含量升高 将 造成 污泥密度 降低和 强度下降 污泥 易发生解体 投加 Ca 2 可 抑制 E PS 过量 释放 并通过与 E PS 结合降低电负性 提高颗粒污泥的强度 高负荷耐盐反硝化 污泥的 颗粒化机理符合 胞外多聚物假说 。
    （3) 选择 金属表面酸洗废液、电镀挂具退镀废液、 印刷线路板 退锡废液 等 3种典型行业废液 开展中试试验，研究 了 不同来源 、组成、性质的 硝酸盐废液 对 高负荷耐盐反硝化系统 中微生物 群落 结构的影响 。 结果显示，不同废液进水条件下微生物 群落 结构确实会 发生变化 ，但 总体而言 耐盐反硝化菌的适应性较强 ，可通过调整 菌群结构变化 以 适应进水水质变化 进而 保持稳定的反硝化脱氮 效果随着反应器进水废液种类的替换 ，逐渐驯化出基于 nar G 功能的 Halomonas 和Acidovorax 优势菌属 基于 nir K 功能的 Castellaniella 优势菌属 基于 nir S 功能的 Halomonas 和 Thauera 优势菌属和基于 nosZ 功能的 Thauera 和 Pseudomonas优势菌属 等， 其中 Thauera 和 Halomonas 具有硝酸盐还原、亚硝酸盐还原和氧化亚氮还原 等 功能 。
    （4) 采用连续流 中试研究有机废液与硝酸盐废液协同 处置 工艺， 结果显示，采用乳化液有机 废液经厌氧酸化之后可作为异养反硝化的 替代碳源 实现硝酸盐和有机物 同时去除 ；进水 NO 3 0 和 C OD 最大值分别为 15 600 和 14 700 时 出水 NO 3 0 和 C OD 可稳定在 100 mg/L 和 5890 mg/L 左右 去除率分别为 99.4和 60.0 。进一步 采用能值分析和经济分析 方法 ，定量评估有机废液与硝酸盐废液协同处置工艺的经济性和生态可持续性效益，结果显示 ，对于 100 吨 天的 有机废液和硝酸盐废液处置系统 ，有机废液与硝酸盐废液协同处置和分别处置工艺投资前者比后者多 3 8.0 万 元 但每年的运行费用前者比后者低 172.6 万元 同时前者的环境负载率 E LR 为 23 .46 比后者低 52 .4 %%，有机废液与硝酸盐废液协同处置具有 更低的环境压力和更高的可持续的生产效率优势。