随着我国的水污染问题越来越严重,国家对污水处理的要求愈加严格。这就要求在传统污水处理工艺的基础上做出适当的改进,以获得更经济、高效的方法。生物膜法是污水处理领域最主要的方法之一,因其耐冲击负荷能力好、效率高等优势被广泛应用。在生物膜法中,生物膜填料对工艺效果有决定性的作用。因此,寻找生物相容性好、耐腐蚀性能强、廉价易得、环保的载体材料对拓宽生物膜法在工程领域的应用规模十分重要。在我国,大豆秸秆是一种产量巨大的农业副产物。过剩的秸秆如若处置不合理(如焚烧)会造成严重的污染问题并且对人类的生命健康构成威胁。因此,如何依据秸秆的特性合理地实现秸秆的综合利用,拓宽秸秆资源化的领域,是我国现今亟需解决的问题之一。本文将大豆秸秆用作生物膜填料,构建双池切换型生物膜系统处理模拟生活污水。实验中的反应器由四个独立的单池(从进水端至出水端依次编号)组成,通过控制Ⅰ池和Ⅱ池交替曝气实现反应池缺氧/好氧功能的转换,Ⅲ池始终处于好氧状态。将大豆秸秆与聚乙烯网及悬浮球组合搭建填料模块,探究大豆秸秆的微生物附着能力以及用作填料的可行性。文中探讨了反应系统的最佳运行模式,分析了反应系统的特性并对最佳运行模式下的污染物去除效果进行优化。将填料模块放入反应池中浸泡后,浸出液中COD的含量能够达到750mg/L,说明秸秆在挂膜期间能够为反应系统提供充足的碳源,可以节省运行成本。将接种污泥经过培养驯化后加入反应池进行挂膜实验,整个过程分为静态和动态挂膜。在动态挂膜阶段对污染物的去除效果进行测定,当反应系统对COD和氨氮的去除率最终稳定在86%和80%左右时,能够认定挂膜完成。完成挂膜后填料的重量有明显增加且反应池中的悬浮污泥量很少,表明秸秆有很好的微生物附着性能,将大豆秸秆用作生物膜填料是十分可行的。探究在反复切换曝气的模式下运行时,反应系统对COD、氨氮、总氮、磷等污染物的去除效果的变化情况。结果表明,切换曝气时,反应系统对污染物的去除率会出现明显的下降,但是下降幅度不大且随后有回升的趋势。这说明该生物膜系统具备很好的抗冲击能力,同时,也说明采用切换曝气方式运行系统是可行的。通过改变交替曝气时长来对本实验中反应系统的最佳运行模式进行探讨选择。在O/A/O切换为A/O/O(O/A/O→A/O/O)的曝气方式下,分别以5天、10天、15天为交替曝气时长运行反应系统。实验结果表明,在交替曝气时长为15天时,反应系统对COD、氨氮的去除能达到最佳的效果,分别能够达到为90%、85%左右;对总氮的去除率也能够达到55%左右。将反应系统处于低温且无营养源的不利环境中30天后,仅需5天系统就能恢复对污染物的去除能力。说明该系统中的微生物有较强的生存能力,对不利环境有很好的耐受性能。针对在最佳运行模式下处理模拟生活污水时,出水的NO3-N含量高,总氮的去除效果不理想的问题,通过在不改变其他条件的情况下,增加硝化液回流的方法进行改进。结果表明,系统对总氮的去除率有明显提升,能够达到70%以上。在运行后期,出水中COD、氨氮和总氮的平均含量分别为37mg/L、5.81mg/L、8.68mg/L,能够满足城镇污水排放标准一级标准。因此,将秸秆用作填料进行污水处理,不仅能将秸秆资源化而且还达到了保护环境的效果,提高了秸秆的经济价值,对污水处理工艺和农业废弃物再利用领域都有一定的参考价值。