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2025-10-09 发布于广东
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土壤微生物协同蚯蚓系统处理污水的工艺优化研究.docx

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土壤微生物协同蚯蚓系统处理污水的工艺优化研究

一、文档综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2国内外研究进展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.4技术路线与框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

二、材料与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1实验材料与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2供试污水的特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3土壤微生物菌群的筛选与驯化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.4蚯蚓种类的选择与培育．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.5协同系统的构建方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.6检测指标与测定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.7数据处理与统计分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

三、单因素实验与条件初探．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1微生物投加量对净化效能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.2蚯蚓生物量对处理效果的调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

四、响应面法优化工艺参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.1Box-Behnken实验设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.2因素交互作用的显著性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.3数学模型的建立与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.4最优工艺参数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

五、协同系统的稳定性与效能评价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.1长期运行下的污染物去除规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

5.2微生物群落结构的动态演变．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

5.3蚯蚓生理指标的变化特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

5.4系统能耗与经济性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

六、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

6.1主要研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

6.2技术创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

6.3应用前景与局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

6.4未来研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

一、文档综述

土壤微生物与蚯蚓的协同作用在污水处理领域展现出显著潜力，已成为环境工程与生态修复交叉研究的热点。传统污水处理工艺常面临能耗高、二次污染风险及难降解有机物去除效率低等问题，而基于土壤-动物-微生物复合生态系统的处理技术，通过模拟自然土壤净化过程，兼具高效、低碳及环境友好性。近年来，国内外学者围绕该系统的工艺优化开展了大量研究，重点聚焦于运行参数调控、功能微生物群落强化及蚯蚓生理活性提升等方面。

?【表】：土壤微生物-蚯蚓系统在污水处理中的研究进展概况

研究方向

主要内容

现存挑战

运行参数优化

水力负荷、有机负荷、温度及pH值对系统净化效果的影响机制

多参数协同调控模型尚未建立

微生物群落调控

功能菌群（如氨氧化菌、反硝化菌）的丰度变化与污染物降解效率的关联性

复杂环境中微生物互作机制解析不足

蚯蚓功能强化

蚯蚓活动对