我国是世界上养猪最多的国家,广西作为全国养猪大省,养猪产业迅速发展,但同时又产生大量污水,对环境造成了很大的污染。研究养猪污水的处理工艺,使之达标排放,不仅为养猪污水处理工艺提供了理论依据,对于保护环境也有很大的意义。本论文主要以改进型人工快速渗滤系统(CRI)为主体,结合厌氧折流板反应器(ABR)和曝气处理对养猪污水进行处理研究。探讨了改进型CRI和组合工艺对养猪污水的处理效果分析,并研究了 CRI内不同高度、加水前后填料的酶活性变化和微生态分析。主要研究内容和结论如下:1.改进型CRI运行研究:(1)相同进水条件下,长、短柱对养猪污水的COD处理效果相差不大,但大柱对污水中NH3-N的去除效果较小柱好;水力负荷与COD和NH3-N的去除率呈负相关;提高进水的有机负荷可在一定程度上可提高污水COD的去除率,但当有机负荷增加到一定程度时,CRI系统的去除率基本保持稳定。(2)一二级联用可有效提高改进型CRI对养猪污水的处理效果,在进水COD浓度为340～471mg/L时,一级和二级渗滤柱出水浓度分别为183～234mg/L和49～102mg/L;进水NH3-N浓度为85～155mg/L,一级和二级渗滤柱出水浓度分别为85～155mg/L和9～31mg/L。(3)在一级渗滤柱中,随各填料层厚度的增加,出水COD浓度基本呈下降趋势,NH3-N浓度持续下降,NO2--N浓度先增加后降低,NO3--N浓度持续增加,pH持续降低。二级渗滤柱中,COD、NH3-N、NO3--N和pH变化规律与一级渗滤柱相似,但NO2--N随各填料层的增加,浓度持续下降。(4)提高进水碳氮比后,系统对污水COD和NH3-N的去除效果增强;与低碳氮比时不同,NO2--N浓度在一级渗滤柱中浓度基本呈下降趋势,在二级渗滤柱中下降更明显;NO3--N浓度依然呈升高趋势;一级渗滤柱出水的pH与低碳氮比时变化规律相同,呈下降趋势,但二级渗滤柱出水pH变化不大。2.组合工艺对养猪污水的处理研究:(1)ABR反应器对养猪污水COD的去除主要发生在第1、2格室,第4格室最少。(2)COD和NH3-N去除效果最好的是工艺二(ABR-曝气-改进型CRI),ABR进水浓度为734～1436mg/L,曝气出水达到238～882mg/L,工艺出水可达50mg/L左右;添加曝气处理后工艺二对NH3-N的去除影响明显,去除率达99%以上。(3)NO2--N浓度变化规律在工艺一(ABR-改进型CRI)与工艺二中相似,ABR进出水浓度变化不明显,在CRI一级处理中浓度上升明显,在CRI二级处理后浓度又出现明显下降。在工艺三(曝气-ABR-改进型CRI)中,N02--N浓度在ABR反应器处理前后出现下降趋势。(3)NO3--N浓度在工艺二中污水经曝气处理后没有升高趋势,但在工艺三中NO3--N浓度升高明显,且经ABR处理后NO3--N浓度出现明显下降。(4)TN去除效果在添加曝气处理后去除效果变化明显,工艺一和工艺二进水TN分别为595mg/L和646mg/L时,去除率分别为14.22%和45.57%,工艺二较工艺一去除效果明显提高。将曝气处理放置于ABR前端可有效提高ABR对TN的去除效果。3.改进型CRI系统内填料的酶活性分析:长柱中填料的4种酶(过氧化氢酶、脲酶、硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶)活性在加水后活性一般均高于加水前,且水力负荷较高时酶活性也较高。填料中过氧化氢酶和脲酶活性在一级柱中要大于二级柱,填料的硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶活性二级柱略大于一级柱。4.改进型CRI内填料高通量测序分析。(1)在改进型CRI一级渗滤柱内,在门的分类水平上填料的变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌和绿弯菌门的相对丰度较大,变形菌门为绝对优势类群。在属的分类水平上亚硝化菌属在一级渗滤柱上、中、下部加水前和加水后均有发现,且在CRI中层比率最高分别为6.95%和3.42%,硝化菌属在一级渗滤柱下层比率最高,加水前后分别为2.09%、3.04%,厌氧氨氧化菌在一级渗滤柱内并未发现。(2)在改进型CRI二级渗滤柱内,在门的分类水平上与一级渗滤柱相似,变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门的相对丰度最大,变形菌门为绝对优势类群。与一级渗滤柱不同,亚硝化菌属在渗滤柱上层位置采样口样品中比率最高加水前后分别为4.15%和5.34%。硝化菌属在加水前、后二级渗滤柱的上层填料取样口样品中比率均较高,分别为3.85%和2.44%。在二级渗滤柱中层发现厌氧氨氧化菌属,在二级渗滤柱中层样品加水前、后比率分别为0.02%、0.1%。