农村生活污水处理技术研究进展

3人工湿地处理技术

人工湿地处理系统是利用人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用对污水进行处理的一种技术。其基本要素为湿地基质、植物和微生物，三者对污染物的转化与去除至关重要，其对废水污染物的去除效率相对较低，尤其是对污染物中的N、P。人工湿地对N的去除主要途径为硝化和反硝化作用，一般N的去除率在35%～50%之间。但由于人工湿地有限的溶解氧和缺乏生物碳源，因此很难提高N的去除率。增加水体中的溶解氧可以改善人工湿地对N的去除效果，如将人工湿地与藻塘结合。ZHAO等将垂直流人工湿地与藻塘进行组合试验，在低温条件下的水体中污染物去除效果明显提高，其原因是藻类的光合作用增加了组合系统的溶解氧含量，同时藻类为微生物提供额外的生物碳源，从而提高了整个系统对N的去除效率。

植物是人工湿地的核心之一，有无植物明显影响人工湿地系统处理效果。研究对比有无植物的两种人工湿地系统，结果表明有植物的湿地系统对TN、TP、BOD的去除率明显高于无植物的湿地系统。同时，湿地植物应选择去污效果强、根系发达、生长季节长的植物，应将植物合理搭配，以提高人工湿地的净化能力。魏成等将芦苇、美人蕉和风车草3种植物进行不同组合试验表明多种植物组合去污效果明显高于单一植物。

4稳定塘处理技术

稳定塘是一种经过人工适当修整后设围堤和防渗层，主要通过微生物降解、沉降、转化、截滤等作用去除污染物。其对NH4+-N的去除易受环境温度、pH等因素影响，表现为温度和pH较高时，硝化/反硝化以及NH4+-N的挥发作用是TN的主要去除机制，若在冬季低温时，NH4+-N挥发作用则会受到抑制。稳定塘对P的去除主要是水生植物吸收和底泥对P的吸附/解吸等多种机制的共同作用。缺点是占地面积大、水力停留时间长、散发臭味、处理效果不稳定等。李怀正等通过缩短曝气稳定塘的曝气周期，提高系统的去氮除磷效果。孙楠等针对严寒地区农村生活污水提出凹凸棒土-稳定塘模式，试验得COD、NH4+-N、TP的平均去除率分别为  91.5%、87.7%、84.1%，改进后的稳定塘，对污染物去除率显著提高。利用菌藻共生关系也是稳定塘改进的方向之一。美国加州大学伯克利分校的Oswald制作了一种高效藻类塘，试验发现高效藻类塘对COD、BOD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为75%、60%、92%、75%、50%，同时相对于传统稳定塘，高效藻类塘具有占地面积小、停留时间对较短、运行成本低等优点，应用前景广阔。

5蚯蚓生物滤池技术

蚯蚓生物滤池技术，是近年来新起的一项生态型污水处理技术。其原理是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物的分解转化等功能，利用蚯蚓和微生物的协同共生作用对污水污泥进行处理和转化。与普通的生物滤池相比，蚯蚓生物滤池利用蚯蚓的活动来增加滤层的通透性，同时加强对有机物的分解，弥补了传统生物滤池运行过程中污泥易堵塞的缺点。KUMAR等将河床材料作为主要滤料构建起蚯蚓生态滤池，结果发现BOD5、TSS、TDSS的去除率均在80%以上。汪龙眠等考察了不同布水条件下蚯蚓生态滤池对生活污水处理效果，发现滤池在不同布水条件下对污染物均有较高的去除率，对COD、NH4+-N、TN  和 TP去除率分别为 84%～94%、94%～98%、70%～84%和  97%～98%。李军状等对蚯蚓生态滤池处理太湖农村生活污水进行试验研究，通过强制系统通风、改进蚯蚓床填料、采用适宜的运行方式等措施优化滤池，系统对COD、TN、TP以及NH4+-N的去除率分别达81%、66%、89%和82%。蚯蚓喜欢生活在温暖的环境中，在0～5℃休眠，32℃以上停止生长，适宜温度为15～30℃，因此温度和季节变化对于单一的蚯蚓生态滤池影响较大。郭飞宏等研究不同季节多级蚯蚓生态滤池对于农村生活污水处理效果，试验表明，多级蚯蚓生态滤池在夏季和冬季去污效果都较好，出水水质均达GB18918-2002一级A类标准。Zhao等将水生植物引入蚯蚓生态滤池并探讨不同季节对蚯蚓生态滤池净化效果的影响，滤池对COD、总氮、氨氮和总磷的最大去除率分别为93.88%、83.92%、98.11%和94.14%。上述研究表明蚯蚓生态滤池作为处理农村生活污水的一种新工艺，具有去污效果好、工艺流程简单、等优点，有良好的应用前景。

6膜生物反应器

膜生物反应器是通过膜分离技术和生物处理技术的有机结合而形成的新形态废水处理系统。膜生物反应器将传统生物处理技术的沉淀池用膜组件来取代，利用膜分离技术截留水中的活性污泥和大分子难降解有机物，增加水力停留时间，从而提高降解效果，实现对废水的处理。DING等采用一体化立式膜生物反应器处理生活废水，COD和NH4+-N的去除率分别可达95%和99%。PRIETO等采用气升式厌氧膜生物反应器处理家庭废水，结果表明COD、TN、TP的去除率分别为98%、96%、93%。FENG等将生物带载体复合膜生物反应器和悬浮载体复合膜生物反应器对比处理污水，试验表明生物带负荷膜生物反应器对TN、COD去除效果更佳，分别可达95%、94%。膜生物反应器因对污染物去除效果好，出水水质高，而被作为高效废水生物处理技术而被广泛运用。但是膜生物反应器也存在一定的不足，在运行过程中膜易受到污染，使膜通量降低，管理不便，技术要求较高，阻碍膜生物反应器在农村地区推广应用。

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