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农村面源污染又称农村非点源污染,是人们从事农业生产和生活活动时所产生的污染物。典型的农村面源污染包括农田径流(化肥、农药流失)、水土流失、村镇生活污水、农村固体废弃物及畜禽养殖等造成的污染。目前我国农村生活污水排放量每年约为80亿t,且不断增加,但处理情况却不容乐观,96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统,造成农村环境的严重污染。因此,对农村生活污水处理技术进行研究,寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式,具有迫切的现实意义。针对农村面源污染现状,本研究以农村面源污水为研究对象,利用高效藻类塘小试装置对模拟农村面源污水(简称污水)处理的最佳工艺条件、影响因素及处理机理开展了系统的试验研究,并对畜禽养殖废水进行处理,获得如下有价值的试验结果:(1)在确定藻类最佳培养基的基础上,优化了藻类塘脱氮除磷的最佳条件为:全曝气、温度24-35℃、光照强度为4000 Lux、pH7.5,藻类浓度为8×105个/mL时,藻类塘对污水中NH4+-N的去除率高达95%以上,TP的去除率达80%以上,COD去除率高达92%以上;(2)通过Box-Behnken设计和响应面法优化了微量金属元素对藻类塘处理污水中NH4+-N、TP和COD去除效果的影响,研究表明:当Fe3+浓度为1 mg/L.Mn2+浓度为0.5mg/L、Mg2+浓度为0.5 mg/L,藻类塘对NH4+-N、TP和COD的实际去除率分别为93.62%、85.62%、96.02%,与理论预测值94%、86.4%、97.00%相近;(3)利用藻类塘对畜禽养殖实际废水进行处理,结果表明藻类浓度对NH4+-N、TP的去除率影响较大,但对COD的去除效果并不明显。(4)利用基础培养基从藻类塘中筛选出4种高效脱氮除磷菌,分别研究了单一菌株及混合菌对污水中NH4+-N、TP和COD的去除作用,结果表明菌C的脱氮除磷能力最大。选取脱氮除磷效果较好的3种菌株进行分类鉴定,初步确定3种菌株分别为:菌株A为金黄杆菌(Chryseobacterium massiliae);菌株C为藤黄色八叠微球菌(Micrococcus luteus strain);菌株D为嗜麦寡养食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia strain);(5)研究了不同浓度的K+、Na+对4种菌株去除NH4+-N、TP和COD的去除机理,发现Na+浓度对菌株去除NH4+-N、TP、COD的影响不大,但K+浓度在过量(50mg/L)和缺失(0mg/L)的条件下,则明显影响菌株对NH4+-N、TP、COD的去除作用,说明K+在调节细胞膜的通透性方面起重要作用,K+浓度充足的情况下可以增加菌株对污染物的吸收;该研究结果可以为高效藻类塘处理农村面源污水的工程应用提供理论依据。