【摘 要】
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生物膜反应器（BR）是一种简单、高效、资源化的废水处理系统。选择合适的生物膜载体是污水处理工艺的关键。生化棉填料（BCF）常用于鱼类养殖废水过滤处理,将其作为新型生物膜填料尝试于生活污水处理工艺中,并和常用的移动床生物膜填料（MBBF）作比较。主要研究内容如下:BCF和MBBF分别独立构建了2个生物膜反应器,研究了两种生物膜填料反应器不同阶段对生活污水中的化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）和
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生物膜反应器（BR）是一种简单、高效、资源化的废水处理系统。选择合适的生物膜载体是污水处理工艺的关键。生化棉填料（BCF）常用于鱼类养殖废水过滤处理,将其作为新型生物膜填料尝试于生活污水处理工艺中,并和常用的移动床生物膜填料（MBBF）作比较。主要研究内容如下:BCF和MBBF分别独立构建了2个生物膜反应器,研究了两种生物膜填料反应器不同阶段对生活污水中的化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）的去除率;比较两种生物填料反应器的性能和BCF和MBBF的耐久性评价;设计正交试验,研究了p H、DO和水力停留时间（HRT）等工艺参数对降解污染物的影响,确定最佳工艺参数;探讨生物膜反应器微生物群落结构特征及其与污染物降解关系。得出以下结论:（1）在DO（2-3 mg/L）,p H（6.00-7.50）和温度（25.0-27.0℃）范围内进行培养、驯化和运行。在培养阶段,MBBR和BCR的平均COD去除率分别为67.51%和67.44%,而驯化阶段MBBR的平均COD去除率分别为81.11%和80.44%。在COD达到稳定的去除效果后,实验快速进入运行阶段。在此阶段,MBBR对COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为84.99%、92.00%和60.75%,BCR对COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为85.23%、94.36%和61.89%。（2）根据每个生物膜载体的物理特征描述,MBBF比BCF表现出更强的强度。通过对MBBF和BCF的整体实验结果的比较,发现BCF比MBBF具有较高的降解效率,表明BCF具有替代MBBF处理小规模生活污水的潜力。（3）通过正交试验结果表明,HRT对COD的降解影响较大,而DO对NH3-N和TP的降解影响较大;COD的最佳处理条件为HRT（10h）、DO（3～4 mg/L）和p H（8.5）;而NH3-N和TP的最佳处理条件为DO（3-4 mg/L）,HRT（12h）和p H（8.5）。综合考虑下,DO（3～4）、HRT（12h）、p H（8.5）为最佳工艺条件。在最佳工作条件下,COD、NH3-N和TP的降解效率分别为84.65%、92.99%和68.08%。（4）采用高通量测序技术评估微生物多样性和生物反应器不同阶段的群落结构之间的关系。在一定的DO（2-3 mg/L）,p H（6.00-7.50）和温度（25.0-27.0℃）范围内,从培养到驯化阶段,各生物反应器的优势微生物均为Proteobacteria和Bacteroidetes,其中培养阶段MBBR3和BCR2的优势微生物分别增加了65%和28%。在不同实验工艺参数的运行阶段,变形菌门（Proteobacteria）和普朗霉菌门（Planctomycetes）在运行阶段BCR6和MBBR7中均处于相同的优势水平,分别为48%和7%,其中拟杆菌门菌（Bacteroidetes）在MBBR7中占15%的优势。与BCR相比,MBBR中Proteobacteria和Bacteroidetes的平均相对丰度较高,平均群体数分别为53.33%和20.66%。普朗托菌在BCR中的平均种群数量高于MBBR,平均种群数量为6.33%。微生物的种类和丰度在不同阶段不断变化,以便有效地处理目标污染物指标。结果表明,BCF比MBBF对污染物的降解效果较好,有望取代MBBF用于生活污水处理工艺中。本研究将为今后生活污水处理中BCF的设计和应用提供理论依据和技术指导。
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