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我国畜禽养殖业发展迅速,养殖污染问题也越来越突出。近几年,覆膜沼气(Covered lagoon)作为厌氧处理设施越来越多被用于处理猪场废水,但由于覆膜沼液氨氮浓度高,C/N失调,可生化性低等问题,给旨在达标排放的沼液深度处理带来障碍。本文拟采用两级A/O工艺,通过向系统添加原水和调整系统的水力停留时间(HRT),以改善覆膜沼液深度处理的效果,并解释其机制。试验包括三个部分:一是研究夏季不同HRT对两级A/O工艺去除覆膜沼液COD、NH4+-N及TN效果的影响;二是在不同季节(夏季与冬季)原水添加比例对两级A/O工艺处理覆膜沼液效果的影响,同时研究季节对两级A/O工艺去除废水COD、NH4+-N及TN效果的影响;三是验证比较上述运行改进措施在实际生产规模和中试规模下处理覆膜沼液的效果。主要研究结果如下:(1)在沼液C/N值大于1.5的前提下,延长HRT可显著提高两级A/O系统的COD、NH4+-N及TN去除率。且在HRT为3d、4.5d、6d中,6d时各COD、NH4+-N及TN的去除效率均效果最好,出水浓度最低。当C/N值过低时,HRT对两级A/O工艺去除COD效率的影响变小。(2)添加原水能显著提高两级A/O对覆膜沼液COD的去除率,原水添加量为30%时,COD去除率达82.8%,出水浓度258.8mg/L。在HRT大于4.5d时,向覆膜沼液中添加原水能显著提高两级A/O对NH4+-N及TN的去除率(P<0.05);而当HRT为3d时,添加原水对上述指标的去除效果显著下降。(3)季节(夏季与冬季)极显著影响两级A/O去除覆膜沼液COD,夏季出水浓度远低于冬季。季节对两级A/O去除NH4+-N的影响差异不显著(P>0.05),且夏季出水浓度低于冬季出水浓度,两者均能满足GB18596-2001标准;季节对两级A/O去除TN效率的影响差异极显著(P<0.01)。(4)废水处理过程中,系统中主要细菌包括变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和放线菌门,原水的添加有效促进变形菌门微生物的繁殖生长;其中丛毛单胞科的相对含量占18.5%。当原水添加比例由0%增加至30%,A池水样、污泥,O池水样、污泥中的丛毛单胞菌分别由13.6%增至27.1%、9.50%增至13.2%,4.9%增至39.8%、2.60%增至10.5%。亚硝化单胞菌属、丛毛单胞菌科微生物在脱氮过程中发挥重要作用。试验和现场验证表明,延长A/O系统的HRT能有效地提高两级A/O去除废水中COD、NH4+-N及TN,向覆膜沼液中添加一定比例的原水能有效改善两级A/O系统对覆膜沼液中COD、NH4+-N及TN的去除。HRT为6d,原水添加比例为30%组合时,两级A/O能很好的去除覆膜沼液COD、NH4+-N及TN,使得各指标出水浓度均符合GB18596-2001标准。原水的添加有效促进变形菌门微生物的繁殖生长,尤其丛毛单胞菌科微生物,它们在脱氮过程中发挥重要作用。