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近些年来,虽然我国农村居民物质生活水平已大幅提升,但是以给排水系统为代表的基础设施建设已相对滞后,90%的农村废水不经处理直接排放,不仅给村庄环境造成严重破坏,也对流经的水体造成很大污染。虽然研究者们一直致力于开发新的废水处理工艺,但是废水收集难、设备维护难、处理成本高一直是阻碍农村废水处理推进的―三座大山‖。本课题组通过对山西、广东、贵州三省共计58个村庄的实地走访调研,在总结了农村地区废水处理需求共性的基础上,结合本课题组前期在废水处理领域的设备开发经验,率先尝试采用新型折叠板生物膜反应器处理模拟的农村废水。本课题系统的研究了折叠板生物膜反应器的启动运行特征及高效处理废水的有关理论和应用问题。在反应器启动阶段,分别采用瓷砖板粗糙面与高分子纤维丝做为载体填料,以COD去除率大于80%为启动成功标准,高分子纤维丝的生物膜厚度达到20 mm,是瓷砖板载体生物膜厚度的3.3倍,在反应器启动阶段的后期,以瓷砖板为载体的生物膜有两次明显的脱落过程,其COD、总氮（TN）的去除率也有很大波动;而以高分子纤维丝作为载体的生物膜始终牢固地附着于斜板上,其COD去除率稳定在93%以上,总氮去除率稳定在60%以上,以高分子纤维丝作为载体的反应器取得了更好的运行效果和稳定性。进水的COD/TN是影响生物膜降解性能最重要的参数之一,虽然随着COD/TN的逐步增加,但出水COD的浓度都稳定在100 mg/L以内,COD的去除率都达到了90%以上,整套反应系统表现出了很好的抗有机负荷冲击的能力,氨氮的去除率随COD/TN的增加呈现先增加后减少的趋势,氨氮的去除率在COD/TN等于14时达到最大值为97.1%,且硝酸氮、亚硝酸氮并没有出现明显的积累（≤3 mg/L）,此时反应器的同步硝化反硝化反应达到最强,脱氮能力达到最高。必须指出的是,由于生物膜法污泥产量小的特性,折叠板生物膜反应器降解TP的效果并不明显。为了充分了解COD/TN对微生物种群结构变化的影响,通过高通量测序分析发现,生物膜在门水平上主要由变形菌门（Proteobacteria）,放线菌门（Actinobacteria）,拟杆菌门（Bacteroidetes）,厚壁菌门（Firmicutes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirarein）五个部分组成;随着进水COD/TN的增加,变形菌门（Proteobacteria）占比逐渐增大（由28%增加到64%）,而放线菌门（Actinobacteria）与拟杆菌门（Bacteroidetes）逐渐减小生物膜中生物量的测定结果表明,单位载体的生物量随着流量的增大而逐渐减小（从Q1的18.98 g VSS/g减少到Q4的15.19 g VSS/g）,对生物膜中EPS测定的结果也表明,蛋白质和多糖物质的含量均随流量的增加而减少。对折叠板生物膜反应器运行时DO的监测数据表明,随着流量的增加,系统中DO值下降的幅度逐渐减小,综合考虑流量对废水生物膜的冲刷作用与溶氧效率的影响,为使反应器取得较好处理效率的同时能够稳定的运行,应将折叠板生物膜反应器的流量设定为2 L/min。