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农村生活污水的特点是水量小,总体上水质系数变化大,而我国农村区域广阔且分散、人口众多,受地理和经济等因素的影响,农村生活污水更适于就地处理的分散式生活污水处理模式。本课题组提出的厌氧-缺氧-跌水好氧-人工湿地组合工艺结合了生物处理和生态处理的优点,节能又可以创造经济价值。本试验主要以跌水生物转笼为研究主体,研究跌水生物转笼的充氧能力并优化跌水生物转笼的处理效果,建立填料型跌水生物转笼的底物降解模型,同时结合“厌氧-缺氧-好氧”生物处理进行试验,可以得出以下主要研究结论:(1)厌氧-缺氧调节池54天启动成功。HRT对厌氧池降解COD有很大影响,当水温为17.8～21.3℃时,随着HRT的升高,厌氧池COD去除率逐步升高,当HRT为48h时,COD去除率可达70.33%。回流比对缺氧池脱氮有很大影响,当回流比为200%,厌氧-缺氧池的TN去除率最高,可达48.81%。建议选取HRT为48h,回流比为200%为厌氧-缺氧调节池最佳运行条件。(2)在跌水生物转笼充氧试验中,当跌水流量为440ml/min,跌水高度为0.7m,浸没高度为105mm时,跌水生物转笼有较好的充氧效果,对应的KLa为0.03423 min-1,充氧效率E为69.58%。选用海绵填料和毛毡填料对比研究跌水生物转笼中两种填料的挂膜特性,结果表明海绵填料比毛毡填料挂膜时间短,且海绵填料上的微生物活性更强,其处理的三级级转笼的比耗氧速率最高分别可达 0.00461 mgO2/(mgVSS·h)、0.00415 mg02/(mgVSS·h)、0.00376 mgO2(mgVSS·h);硝化速率分别为 0.00400 mg/(mgMLVSS·h)、0.00524mg/(mgMLVSS·h)、0.00472 mg/(mgMLVSS·h)。HRT和浸没高度影响转笼处理效果,当HRT为2.5 h,COD和NH4+-N去除率分别可达最大值55.57%和69.64%;当转笼浸没高度为95 mm时,COD和NH4+-N的去除率分别可达最大值64.08%和79.24%。建议选取HRT为2.5 h,浸没高度为95 mm作为跌水生物转笼运行的最佳条件。(3)填料型跌水生物转笼三级COD和NH4+-N的降解模型公式的建立基于物料平衡和Monod方程,可以反映跌水生物转笼中的微生物对COD和NH4+-N的降解情况。此外,跌水生物转笼底物去除模型与饱和常数、生物膜厚度和微生物浓度存在一定的数学关系,根据所得的底物降解模型还可以应用于生物转笼中微生物表面积A等参数的计算。溶解氧浓度是影响跌水生物转笼运行的重要影响因素,在跌水驱动转笼转动的情况下,研究不同影响因素对生物转笼充氧性能的影响,可以优化生物转笼的设计。填料是生物转笼处理污水的主体,选择合适的填料有利于提高转笼的处理效能。此外,底物降解模型的建立也为研究跌水生物转笼提供了理论研究基础。