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本文针对我国流域水体富营养化严重和南方城市污水有机碳源含量低、营养盐含量高且水质水量波动大的特点，提出以生物、生态优化组合工艺深度处理我国南方城市污水、高效低耗脱氮除磷的观点。
研究中生物段采用悬浮式活性污泥法工艺，生态段为人工湿地和稳定塘串联系统，组合工艺为生物段与生态段的串联组合，城市污水首先进入生物段，在其中可完成大部分COD的去除，部分脱氮除磷和大部分或全部的硝化过程，出水可作为农业和绿地灌溉用水，消毒后可达到市政杂用、工业冷却、建筑用水等；二级出水进入生态段后，可完成直接反硝化、氨氮硝化、有机物降解、磷吸收等生化转化，还可完成污染底物的植物吸收、物化吸附和共沉淀等去除过程，生态段出水水质可满足城市河道生态、基流维护、湖泊河流水体补充、富营养化水体修复等。
本研究以全年进水特性变化为线索，以单元工艺除污染特性为依据，通过调整单元工艺运行模式和参数，总结出不同季节和进水条件的生物、生态优化组合模式如下：
1.在早春、深秋和冬季，原水有机底物浓度较高，且降雨干扰小，水质稳定时，生物-生态最佳组合工艺为：生物厌氧/低氧/好氧工况+潜流人工湿地(除磷填料床结构)。推荐单元工艺工况参数为：生物段HRT=8h、R=1.0、I=2.0，生物段出水指标可达：COD≈30mg/L、氨氮≈0.5mg/L、总氮≈10mg/L、总磷≈2.4mg/L；潜流人工湿地Q=0.3～0.5m3/h，生态段出水指标可达：COD＜25mg/L、氨氮＜1.0mg/L、总氮＜10mg/L、总磷＜0.3mg/L；
2.在晚春、夏季和初秋，原水水质波动幅度大，有机底物浓度较低时，生物-生态最佳组合工艺为：生物厌氧/缺氧/好氧工况+潜流人工湿地(除磷填料床结构)+植物稳定塘。推荐单元工艺工况参数为：
春、秋季节——生物段HRT=6h、R=0.8、I=1.5，生物段出水指标可达：COD≈30mg/L、氨氮≈0.9mg/L、总氮≈16mg/L、总磷≈2.1mg/L；潜流人工湿地Q=0.5m3/h，生态段出水指标可达：COD＜15mg/L、氨氮＜1.0mg/L、总氮＜5.0mg/L、总磷＜0.3mg/L；
夏季晴天——生物段HRT=6h、R=0.8、I=1.5，潜流人工湿地Q=0.8m3/h，生物段出水指标可达：COD≈15-20mg/L、氨氮＜0.7mg/L、总氮≈16mg/L、总磷≈1.3mg/L；生态段出水指标可达：COD＜15mg/L、氨氮＜1.0mg/L、总氮＜5.0mg/L、总磷＜0.3mg/L；
夏季雨天——生物段HRT=4.2h、R=0.5、I=1.0，潜流人工湿地Q=1.0m3/h，生物段出水指标可达：COD≈14mg/L、氨氮≈0.5mg/L、总氮≈11mg/L、总磷≈1.2mg/L；生态段出水指标可达：COD＜10mg/L、氨氮＜1.0mg/L、总氮＜3.5mg/L、总磷＜0.3mg/L。
本研究综合考虑全年进水特性变化和单元工艺效能特性，通过生物段与生态段的“接口”工况研究，合理分配各段污染负荷，优化组合两段工艺，达到生物处理段灵活、高效性和生态处理段低耗、稳定性的最佳结合，实现两段处理的协同运行和分段水回用的目的，进而形成污水处理与城市水环境生态功能高度协调的新模式，对我国类似城市的污水处理与资源化有着非常重要的示范意义。