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目前,我国农村生活污水的收集处理率较低,农村生活污水随意排放,造成了严重的环境污染。随着人们对环境问题的日益重视,对农村地区的环保要求也越来越高,因而传统的农村生活污水处理工艺很难满足目前要求。同时,农村生活污水的处理严重受限于当地的经济条件和技术水平,对处理设施运行成本和维护运营的技术难度异常敏感。因此,在传统的厌氧/微氧处理的基础上,探索一种成本低、节能高效、运行维护简单的强化方式,提高处理设施的出水水质,是现在农村生活污水处理问题的有效解决途径之一。本实验采用了一种推流式的生物膜反应器,通过添加适当的强化措施,研究对农村生活污水处理效果的影响。本实验首先研究了填料改性对反应器挂膜启动和运行的影响,在此基础上,先后研究了添加铁碳填料、添加陶粒以及微曝气对反应器运行效果的影响,并对微曝气阶段生物膜菌种组成进行分析,以上研究旨在弄清该生物膜反应器及其强化措施对农村生活污水处理的提升效果,实现在低运行成本的条件下高效稳定运行。主要研究结果如下:(1)对聚氨酯填料进行过氧化氢氧化-铁离子浸泡改性能够提高反应器的挂膜速度,当运行至第16d时,实验组反应器出水CODcr去除率开始稳定超过60%,比对照组反应器提前了6d;反应器挂膜启动成功后,先后在HRT为5d、4d、3d下运行,当HRT为4天时,污水CODcr去除效果最佳,出水CODcr和去除率分别稳定在78mg/L和80%左右;此外,填料改性只加快了反应器挂膜启动速度,而对挂膜成功后反应器的运行性能则没有明显提升作用。(2)添加铁碳填料对去除污水CODcr的效果明显,出水CODcr最低降至62.3mg/L,CODcr平均去除率达到84.8%,比对照组高出3.5%;添加铁碳填料对反应器去除氨氮和总磷的效果无明显促进作用,这主要受制于反应器内的厌氧环境和铁碳填料的作用机制;(3)将反应器末端填料更换为陶粒后,实验组反应器对氨氮和总磷的去除效果都有了一定程度的提升,出水氨氮和总磷平均浓度分别为190.9mg/L和8.96mg/L,其氨氮和总磷平均去除率相比于对照组反应器分别提高了5.5%和15.6%;(4)微曝气对处理效果的提升具有明显的促进作用,各类污染物的去除效果均随着气水比的增大而逐渐提高;当回流比逐渐增大时,反应器对氮、磷污染物的去除效果得以提高;在气水比为5.6:1、回流比为75%、间歇曝气模式的最佳条件下,反应器对CODcr、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为84.5%、72.5%、69.5%和39.5%;对微曝气运行条件下的微生物群落结构研究显示,两个反应器内都形成了以Actinobacteria(放线菌纲)、Bacteroidia(拟杆菌纲)、Alphaproteobacteria(Alpha变形菌纲)、Clostridia(梭状菌纲)为优势菌种的微生物群落结构,构成了污水中有机质降解的主要动力;进一步在属水平上分析反应器内具有脱氮功能的菌属,发现反应器内存在丰度较高的Clostridium菌属、Denitratisoma菌属和Thiobacillus菌属,它们是反应器脱氮的主要动力。