随着我国经济的快速发展,小型生活污水排放量、污染物含量以及污泥产生量迅速增大,该污水成为造成全国当地水体环境严重污染的主要来源之一。因此,亟需进行小型高效生活污水处理技术的研究、开发和应用推广。目前,国内生活污水处理多采用强化一级处理、生物膜-人工湿地组合工艺、厌氧水解-高负荷生物滤池及生态塘等生物处理工艺。但是,这些工艺存在处理负荷低、污泥产量高、成本高、操作复杂等缺点。近年来以PVA生物处理工艺代表的新型污水处理技术在日本各行业工业废水治理中表现出容积负荷高、处理效果好和污泥产量低等技术优势。为此,本论文展开小型生活污水PVA生物处理系统的启动以及连续运行技术研究,并在对PVA凝胶小球和活性污泥中微生物相特征分析基础上对其污染物清除机理进行研究。主要研究内容和结论如下:(1)在 pH 为 7.5～8.5,DO 3.5～4.5 mg·L-1,容积负荷 0.5 kgCOD·m-3·d-1 的条件下,PVA反应器运行10天COD、BOD5及NH4+-N去除率分别稳定在73%、90%及80%以上,即PVA反应器成功启动。通过优化试验得出在水力停留时间(HRT)9h,温度30℃(容积负荷 1.5 kgCOD·m-3·d-1)时,COD、BOD5和 NH4+-N去除率分别达到73%、90%和75%以上的较好处理效果。(2)在容积负荷1.5 kgCOD·m-3·d-1,温度30℃时,25天的连续运行结果表明,PVA生物系统平均出水COD、BOD5和NH4+-N分别降至27.9 mg·L-1、8.6 mg-L-1和1.3 mg·L-1,达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级标准;紫外消毒后出水菌落数降至1.0×104以下(达到GB 18918-2002一级标准B类)。(3)通过PVA凝胶小球外观和微观的变化,发现小球表面和内部富集了大量的球菌、杆菌和丝状菌;利用PCR-DGGE技术分析小球富集微生物特征,发现存在拟杆菌属、变形菌门、放线菌门等多种微生物种群。因此可以得出该工艺处理能力强的原因是微生物富集量大,富集了大量优势菌种。此外,显微镜观察活性污泥发现微生物主要以游离细菌和菌胶团两种形式存在,即该工艺污泥产率(0.08 MLSS/CODremoved)低的主要原因是微生物通过自身氧化,使污泥增殖速率等于污泥衰亡速率,从而有效地抑制了污泥的增加。图30幅,表19个,参考文献68篇。