1、近年來，隨著我國規(guī)?；B(yǎng)豬業(yè)的加速發(fā)展，由豬場產生的糞尿等污染物對周邊的生態(tài)環(huán)境產生了巨大影響。厭氧生物技術以其有效、可靠、經濟等優(yōu)勢廣泛應用于現(xiàn)行的豬場廢水處理，但運行過程中存在處理效果不穩(wěn)定、出水COD和氮磷濃度偏高、甲烷產量不高等問題。零價鐵(ZVI)作為一種還原性強且廉價的材料，被證明可在厭氧環(huán)境中為微生物提供電子，改善厭氧反應環(huán)境，從而促進氯代有機物、硝基化合物和偶氮染料等有機物的生物降解。因此，本文采用ZVI-厭氧污泥聯(lián)合體

2、系來處理豬場廢水，以添加零價鐵的方式提高豬場廢水厭氧處理段的有機物去除效果和甲烷產量，這對于探索新型豬場廢水處理技術，具有重要的理論意義。本論文的主要研究成果如下:
　　1、利用批次實驗，探究了投加鐵的種類、初始pH值、鐵投加量等因素對ZVI-厭氧污泥聯(lián)合體系處理效果的影響。結果表明:鐵粉和鐵屑這兩種類型ZVI投加可分別使厭氧體系的COD去除率提高8.63％和4.32％，去除速率提高32.47％和20.98％，以及最終的甲烷產量提

3、高24.39％和13.04％，且鐵粉的強化效果優(yōu)于鐵屑。pH研究表明，當初始pH值從5升高到8時，聯(lián)合體系的COD去除率和去除速率分別從76.83％和14.52mgCOD/(gVSS·h)升高到83.45％和18.54mgCOD/(gVSS·h)。但在初始pH值為6時，ZVI投加對COD去除速率的提高幅度最大。鐵投加量的研究表明，當鐵和污泥的質量比從0升高到2.63時，體系中的COD去除率和去除速率分別從75.14％和14.20mgCO

4、D/(gVSS·h)升高到90.64％和19.81mgCOD/(gVSS·h)，甲烷產量也從3.02mmol升高到6.07mmol。但鐵泥比進一步提高到5.26時，聯(lián)合體系的處理性能出現(xiàn)下降。在該鐵投加量下，微生物細胞出現(xiàn)破損，代謝活性降低。在鐵的強化效益方面，鐵泥比為0.74時，單位質量鐵對COD去除速率以及甲烷生成的貢獻率都為最大。故兼顧效率性和經濟性，聯(lián)合體系的鐵泥比范圍在0.74～2.63之間較為適宜。
　　2、利用連續(xù)流

5、實驗，探究了ZVI-UASB聯(lián)合體系的運行性能。以不加ZVI的普通UASB反應器為對照，比較了ZVI-UASB反應器對豬場廢水的處理效果、反應器中顆粒污泥的理化特征以及ZVI的形態(tài)變化。結果表明:與對照組相比，在負荷為20g/L·d-1時，ZVI添加使反應器的COD去除率、磷酸鹽去除率以及容積產氣率分別提高了8.5％、27.8％和50％，增強了反應器抵抗負荷沖擊和進水pH值波動的能力。此外，ZVI的添加使污泥中總胞外多聚物的含量提高了5

6、3.24％，其中蛋白質含量的增加幅度大于多糖。和對照組的顆粒污泥相比，ZVI-厭氧顆粒污泥中菌體間的黏連性更好，污泥顆粒結構更緊湊，產甲烷活性提高了44％。隨著反應器的運行，ZVI會發(fā)生緩慢的腐蝕溶出Fe2+，且出水Fe2+濃度從最初的9.02mg/L逐漸減小至4.51mg/L。此外，一些ZVI會被污泥包裹，參與污泥顆?；^程;一些ZVI表面反應生成了Fe3(PO4)2和Fe3O4。
　　3、利用qPCR及高通量測序技術，探究了Z

7、VI添加對厭氧反應系統(tǒng)微生物群落的影響。結果表明:ZVI-UASB反應器中，與產甲烷相關的mcrA基因豐度為對照組（不添加ZVI）的1.36倍，ZVI的添加增強了反應器的產甲烷能力。高通量測序結果顯示，古菌方面，ZVI的添加使反應器中的甲烷毛狀菌屬（Methanosaeta）和甲烷桿菌屬（Methanobacterium）的豐度顯著提高，而Miscellaneous_Euryarchaeotic_Group(MEG)和Euryarcha

8、eota_ unclassified等菌群的豐度降低。細菌方面，ZVI添加使互營單胞菌屬（Syntrophomonas）、互營菌屬（Syntrophus）、Pelotomaculum等互營代謝菌群以及梭菌屬（Clostridium）、胃瘤球菌屬（Ruminococcus）和密螺旋體屬（Treponema）等同型產乙酸菌的豐度提高，而VC2.1_ Bac22_ norank、Lutispora、Bacteriovoracaceae_unc