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造纸工业排放的废水量、COD负荷量居我国各行业的首位,造纸废水主要含有大量毒性强、难降解的污染物,对生态环境造成日益严重的威胁。IC厌氧技术具有上升流速大、泥水混合强度高、抗冲击负荷强、出水稳定等特点,容易培育出高活性颗粒污泥,适合处理悬浮固体颗粒物含量高和毒性强的造纸废水,成为了环境科学与工程领域的研究热点。本文研究了自制IC反应器在中低温条件下葡萄糖配水的启动特性以及絮状污泥颗粒化的过程,考察了其对非脱墨浆OCC和脱墨浆ONP两种造纸废水的处理效果和运行参数,探索了不同基质下颗粒污泥的变化特性和微生物菌群变化规律。论文取得了以下研究结果:(1)采用葡萄糖配水启动IC反应器,采取流量冲击方式启动,67天完成启动,稳定运行期间,HRT缩短至4 h,COD去除率大于89.5%,容积负荷为21.1~23.2 kgCOD/(m~3·d),出水pH为6.3~6.8,出水VFA小于200 mg/L;当容积负荷较低时,产气不稳定,不足以支撑连续的内循环,随着容积负荷提升,产气量增大,内循环现象明显增强。(2)采用稀释进水驯化的方法,先后研究了反应器对OCC非脱墨浆和ONP脱墨浆造纸废水的运行特性。反应器对两种造纸废水处理效果良好。OCC废水运行阶段,HRT最终缩短至4.8 h,进水容积负荷为4.2～14.1 kgCOD/(m~3·d)时,COD去除率为59.3%~89.8%,产气量为6.3~72.8 L/d,产气量与容积负荷相关性明显;出水SS随着HRT的减少从23 mg/L增加到137 mg/L,出水pH为5.5~7.1,VFA为146.2～336.7 mg/L;ONP废水运行阶段,HRT保持在12h不变,容积负荷为0.14~6.75 kgCOD/(m~3·d),COD去除率为38.9%~75.8%,产气量为3.8~68.6 L/d,出水pH值为6.3~7.3。(3)探索了厌氧污泥颗粒化过程及颗粒污泥特性。在7.0~31.5℃的中低温条件下能形成耐低温、抗温度冲击的厌氧颗粒污泥,最终达到接近于高温条件下良好运行效果。在葡萄糖废水基质下,第22天出现颗粒污泥,启动结束时,污泥颗粒化率可达44.5%,污泥产甲烷活性明显提高;污泥具有良好的沉降性能,沉降速度介于31.9～105.1m/h之间。反应器中总污泥浓度先下降后上升,最后慢慢趋于平衡,VSS以及VSS/SS呈增大趋势。OCC废水驯化阶段,颗粒污泥变成灰黑色,总的粒径分布变化呈两头减少,中间增大的趋势;全OCC废水阶段,颗粒污泥总体尺寸呈现减少的趋势,沉降性能相对减弱,沉降速度的范围为21.4~90.1 m/h。(4)明确了不同基质下污泥内部微生物菌群的变化规律和产酸发酵类型。葡萄糖废水启动后期,未出现优势产甲烷菌种,出水向丙酸型发酵转化;OCC废水驯化后期,产甲烷优势菌属为甲烷八叠球菌和甲烷杆菌,出水中主要含正戊酸;全OCC废水运行后期,出水为乙酸、丙酸和正戊酸三种发酵类型,且丙酸有积累趋势。