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水危机是继石油危机之后的人类所面临的又一大世界性问题。目前处理污水的方法主要有活性污泥法和生物膜法，其各有利弊。在活性污泥法和生物膜法的好氧处理中，鼓风曝气的方式使处理设备运行能耗较大。一般污水处理厂的电费占总运行费用的1/3，其中50%～60%的电费用于鼓风曝气。本研究是在自然通风的条件下，将生物膜载体填料悬挂在固定装置上，污水从上而下流经载体，在载体上形成生物膜，通过生物膜上微生物的新陈代谢降解水中有机物。本文研究了不同高度下自然供氧生物膜载体的复氧效率，比较了三种生物膜载体的挂膜效率，并对最优者进行了响应面法优化，最后还对新工艺进行了连续性动态运行试验。主要结论如下：（1）水中的饱和溶解氧（DO）与温度成反比例关系，温度越高，水中饱和溶解氧含量越低。同一水质不同温度下的饱和溶解氧含量不同，但饱和状态一致；新工艺下，绳式生物膜载体复氧量达到饱和时的高度与载体上的流量成一一对应的关系。生物膜载体5m高时，在10.9℃下，对应进水流量为2.3ml/s可以使水中溶解氧饱和，饱和值为11.1857mg/L。生物膜载体6m高时，在17.0℃下，对应进水流量为2.5ml/s可以使水中溶解氧饱和，饱和值为9.7024mg/L。生物膜载体7m高时，在15.0℃下，对应进水流量为2.8ml/s可以使水中溶解氧饱和，饱和值为10.0519mg/L；（2）与聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维材质的绳式生物膜载体相比，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维材质的绳式生物膜载体挂膜效率更高，挂膜时间更短。（3）在室温20～25℃，进水COD为400±5mg/L，pH为7.0，进水流量为2.1ml/s时，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维材质的生物膜载体从上端至载体下端出现挂膜等级Ⅱ（生物膜有1.0mm的厚度且以观察的出现）所需时间为：生物膜载体进水口处所对应时间1.25h，生物膜载体高1m所对应时间2.42h，生物膜载体高2m所对应时间3.92h，生物膜载体高3m所对应时间5.67h，生物膜载体高4m所对应时间8.08h，生物膜载体高5m所对应时间10.42h；（4）绳式生物膜载体悬挂式自然供氧新工艺经过响应面优化后的最佳工艺条件为：初始浓度181.315mg/L、pH6.996、进水流量1.978ml/s。此条件下，出水COD可达到18mg/L,去除率为90.12%。（5）室温20℃，生物膜载体高度为5m，最佳工艺条件下进行连续性动态试验，结果显示：1、该工艺对悬浮物（SS）的去除率不高，去除效果不明显。当进水悬浮物为480.00mg/L时，出水悬浮物值为354.69mg/L。2、动态试验连续运行条件下，该工艺处理后废水的COD值均小于等于50mg/L，COD去除率可达到85%～90%。3、动态试验连续运行条件下，该工艺进水NH3-N值在78mg/L时，出水NH3-N值趋近于20mg/L，出水平均NH3-N值为19.79mg/L。