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针对传统污废水好氧处理过程中节能降耗和资源能源回收的迫切需求,厌氧生物处理技术因其具有的能耗低、污泥产量少且可回收甲烷气体等优点而获得广泛的研发应用。工程实践表明厌氧消化技术更适合于处理高浓度有机废水及固废,而对于非热带地区的低强度城市污水的处理效果不甚理想。据估算生活污水（COD<500 mg/L）的排放量占污废水排放总量的71.4%,如果能够有效地捕获污水中富含的有机物则有望通过厌氧消化技术回收可再生的生物能源。目前,各种物化法（例如膜分离技术）均能够实现污水中有机物的选择性分离浓缩,但是得到的生活污水浓缩液的性质、产甲烷性能及强化产能措施仍需要深入研究。因此,本文以膜分离法获取的浓缩生活污水为研究对象,考察了投加零价铁（ZVI）对其厌氧消化产甲烷性能的影响,并初步探究了零价铁强化产甲烷的机理,取得的主要研究成果如下:（1）基于浓缩生活污水的粒度分级实验和不同污泥负荷（F/M）下批式产甲烷潜力（BMP）实验,确定了浓缩生活污水的组成和可生物降解性能。结果表明:浓缩生活污水属于中度可生物降解的基质,其中70%的COD粒径小于40μm且主要成分是多糖和蛋白质;约30%的COD粒径超过40μm且多糖和蛋白质含量少,限制了浓缩生活污水的水解。在0.2-1.0的F/M范围内,最适合浓缩生活污水厌氧消化的F/M是0.5,此时的最大产甲烷潜力为0.275 L CH4/g COD。浓缩生活污水是较为合适的处理基质,但是仍有必要提高其甲烷产量及缩短其厌氧消化过程的持续时间。（2）应用投加微米级零价铁（ZVI）强化厌氧消化技术,开展了一系列批式实验,探索了ZVI对浓缩生活污水厌氧消化产甲烷性能的影响及作用机理。研究结果表明,在F/M为0.5时,ZVI的最佳投加量为6 g/L,浓缩生活污水的BMP比对照组（不加ZVI时）提高了15.2%。为了揭示ZVI对厌氧消化不同阶段的影响,设计了产甲烷抑制实验和产甲烷活性实验。结果表明ZVI明显改善了水解过程,对酸化过程无显著影响,对乙酸产甲烷途径和氢气二氧化碳产甲烷途径都没有明显作用。综上,ZVI可以通过改善水解过程提高浓缩生活污水的BMP,但是需要进一步在连续运行的反应器中进行验证。（3）构建了小试厌氧动态膜生物反应器（AnDMBR）处理浓缩生活污水,开展连续工艺实验考察了ZVI对工艺性能的影响及相关机理。工艺实验结果表明:（1）投加ZVI后,出水COD降低了14.28%-25.51%,多糖、蛋白质含量降低了59%和78%,对TP和PO43-的去除率高达95%以上,产甲烷率提高了17.7%-37.1%。（2）投加ZVI后对浊度的去除率高于95%,但是TMP的平均增加速率升高至0.18kPa/d,这表明ZVI的添加对动态膜的过滤性能产生了不利影响。（3）由ZVI转化释放的铁离子尤其是Fe2+,可以充当絮凝剂和电子供体,从而能够去除更多的磷、COD等污染物,但也会造成膜的无机污染问题。（4）ZVI可以使氢营养型甲烷活性提高57%并使氢营养型产甲烷菌Methanolinea丰度提高从而提升甲烷产量,投加ZVI的AnDMBR形成更为致密的动态膜。通过对反应器污泥和动态膜物质形态、组成、微生物群落等分析初步揭示了ZVI影响AnDMBR工艺性能的机理。总之,ZVI在强化生物能源产生和资源回收方面具有应用潜力,但还应考虑优化ZVI用量以减轻膜污染。