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本论文针对嘉兴市水质污染特征和目前快速发展的污染水体生物生态修复技术,开展了几种填料生物膜特性与挂膜参数优化研究,以期为工程应用提供技术支持。主要研究结果如下：1.利用自行设计的生物膜反应器,采用静态自然挂膜方式,考察组合填料、弹性立体填料和竹填料的挂膜特征。结果表明,挂膜试验期间,组合填料和弹性立体填料的污染物去除效果优于竹填料；稳定期时,弹性立体填料反应器中细菌总数最多；相比而言,弹性立体填料系统更有利于静态挂膜。2.目前,填料的挂膜试验研究已得到了广泛开展,但关于溶解氧对微污染原水填料挂膜影响的具体研究较少。为了研究溶解氧对挂膜过程的影响,控制第一二、三组反应器溶解氧浓度依次为4.0-5.0mg·L-1,4.6-6.0mg·L-1和5.2-6.5mg·L-1,进行弹性立体填料的动态挂膜试验研究。结果表明,挂膜期间,第三组反应器浊度和氨氮去除率明显优于第一组反应器,填料上生物膜厚度为20-160μm,EPS(胞外聚合物)中多聚糖含量和生物膜活性较其余两组高。相比而言,表现出最稳定的生物膜结构和最大的生物膜活性。挂膜成熟后,出水CODcr和NH3-N浓度可达到《地表水环境质量标准》(G83838-2002)中的Ⅲ类标准。3.为了研究水力负荷对挂膜过程的影响,控制第一、二、三组反应器的水力负荷分别为2L/(L·d),1L/(L·d),0.5L/(L·d),进行弹性立体填料的动态挂膜试验研究。结果表明,挂膜期间,三组反应器的CODc,平均去除率分别为56.1%、55.2%和46.6%,达到稳定的时间分别为6d、6d和13d。受温度影响,三组反应器中氨氮的去除率一直未达到平稳的状态。第三组反应器填料上细菌数最多,生物膜干重随着水力负荷的增大而增加。4.立体浮床是一种新型的生物预处理方法。以往的研究主要针对生态浮床对各种污染物的去除效果,关于底部填料的挂膜特征研究较少。此次通过野外现场试验,采用“曝气充氧+新型立体浮床”强化处理方法治理微污染河水,对立体浮床挂膜期间底部填料上的生物膜特性及微污染河水处理效果进行了试验研究。结果表明,在河道水温为15.2℃-23.6℃,pH在7.0-7.8,溶解氧浓度为4.0mgL-1～5.9 mg·L-1时,经40d左右时填料挂膜成熟。通过对水质和微生物指标分析,填料挂膜分为四阶段：物理吸附阶段—物理吸附-生物繁殖阶段—生物强化吸附降解阶段—挂膜成熟阶段。填料挂膜成熟后,污染物去除效果良好,浊度、CODcr、NH3-N的去除率分别达到了20.1%、17.5%和18.3%。