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川西北生态示范区作为长江黄河上游及我国的重要生态安全屏障，在全省乃至全国生态环境保护中地位至关重要，其生态环境尤其是水环境质量的好坏直接影响到下游长江黄河的水质状况。为解决示范区大多数村落居住分散、经济条件较落后、污水处理管网修建难度大和污水处理普及率不高，且因冬季低温及工艺选择不合理，导致已建污水处理设施冬季出水氮磷不达标等问题。针对示范区的特点，因地制宜，提出适合于该区域经济高效的散户型生活污水处理技术尤为重要。本论文对示范区内部分典型村落进行调查，针对低温，水质水量波动、氮磷污染不达标等问题，提出了以生物—生态组合技术为主的散户(单户或多户)景观型人工湿地和蔬菜型生物接触氧化—人工湿地处理技术。开展了高效脱氮除磷填料筛选及净化效果验证、示范区耐低温湿地植物筛选及冬季净化效果等关键技术研发。以示范区内典型村落(十里沟村)的生活污水为研究对象，进行了300多天的应用示范，考察了两套湿地系统对该地生活污水去除效能的稳定性及随季节的变化特征、有无植物及冬季保温措施的影响，试验取得了较好的结果。最后对两个系统进行工艺效益评价，旨在为类似高寒地区散户型农村生活污水处理提供理论及技术支撑。主要结果如下：
(1)2018年9月-2019年7月，对示范区的典型村庄进行了3次不同季节的调研，调查结果主要有：1)示范区内主流的污水处理工艺为化粪池、AO、A2O(+碳滤砂滤)和MBR四种，多为照搬城市污水处理模式，未考虑当地实际情况；2)已建污水处理设施运行率不高，仅占33.3%；3)运行设施中70%的站点进水水质偏低，多数污水站地处河谷、常年风大，引起温度进一步降低，处理效果不理想；4)而剩余30%的处理站进水水质较高(主要是混入了大量的黑水和养殖废水)，导致出水达不到排放标准，尤其是冬季氮磷普遍超标。
(2)针对冬季低温氮磷易超标的问题，筛选了对氮磷吸附效果好的钢渣和沸石两种填料，构建了两组小型潜流人工湿地(SFCW)，检验其冬季低温条件下(8-12.3℃)的污水净化效果。结果表明，SFCW2对生活污水中的NH4+-N、TN，平均去除率分别为95.46%、95.68%，出水稳定达到GB18918-2002一级A标，对TP、COD的平均去除率为75.71%(比空白组高42.77%)、55.22%，出水稳定达到一级B标。
(3)针对冬季低温植物枯萎湿地处理效果不佳的问题，通过对示范区耐低温湿地植物进行初步筛选与生理特性及相关指标测定。筛选出西伯利亚鸢尾(IrissibiricaL.)、白花鸢尾(Iristectorumf. alba)和麦冬(Ophiopogonjaponicus(Linn. f.)Ker-Gawl.)3种耐寒能力较强的水生植物，可作为后期示范区内的冬季湿地植物进行应用示范。
(4)以示范区内的茂县十里沟村为例，开展了300多天的应用示范。结果表明，无论夏季还是冬季其出水主要污染物指标均能稳定达到DB51/2626-2019一级标准且优于GB18918－2002一级A标。温度对两组湿地系统COD、NH4+-N、TN、TP的去除效果有一定的影响，单户、多户湿地系统冬季与夏季相比去除率分别下降19.40%、8.22%、11.35%、7.52%和19.84%、8.18%、10.92%、8.13%。
(5)冬季来临前(11月中旬)搭建了PVC保温棚，棚内温度较室温提高了3-4℃，同时保证了12月和1月出水比进水温度高，且植物长势良好。冬季湿地有无植物对照试验结果表明，有植物组对十里沟村生活污水中COD、NH4+-N、TN、TP的去除率均高于无植物组，分别高出9.56%、9.65%、11.95%和7.29%。
(6)对两种散户型装置进行工艺效益评价，结果表明，本课题组研制的两套散户型污水处理装置无论是技术性能还是经济效益均优于传统处理工艺，且具有操作简单，出水水质稳定等优点，可进一步推广至我国类似的高原寒冷地区。给川西北生态示范区、乡村振兴及宜居乡村的建设提供较好的技术支持。
(1)2018年9月-2019年7月，对示范区的典型村庄进行了3次不同季节的调研，调查结果主要有：1)示范区内主流的污水处理工艺为化粪池、AO、A2O(+碳滤砂滤)和MBR四种，多为照搬城市污水处理模式，未考虑当地实际情况；2)已建污水处理设施运行率不高，仅占33.3%；3)运行设施中70%的站点进水水质偏低，多数污水站地处河谷、常年风大，引起温度进一步降低，处理效果不理想；4)而剩余30%的处理站进水水质较高(主要是混入了大量的黑水和养殖废水)，导致出水达不到排放标准，尤其是冬季氮磷普遍超标。
(2)针对冬季低温氮磷易超标的问题，筛选了对氮磷吸附效果好的钢渣和沸石两种填料，构建了两组小型潜流人工湿地(SFCW)，检验其冬季低温条件下(8-12.3℃)的污水净化效果。结果表明，SFCW2对生活污水中的NH4+-N、TN，平均去除率分别为95.46%、95.68%，出水稳定达到GB18918-2002一级A标，对TP、COD的平均去除率为75.71%(比空白组高42.77%)、55.22%，出水稳定达到一级B标。
(3)针对冬季低温植物枯萎湿地处理效果不佳的问题，通过对示范区耐低温湿地植物进行初步筛选与生理特性及相关指标测定。筛选出西伯利亚鸢尾(IrissibiricaL.)、白花鸢尾(Iristectorumf. alba)和麦冬(Ophiopogonjaponicus(Linn. f.)Ker-Gawl.)3种耐寒能力较强的水生植物，可作为后期示范区内的冬季湿地植物进行应用示范。
(4)以示范区内的茂县十里沟村为例，开展了300多天的应用示范。结果表明，无论夏季还是冬季其出水主要污染物指标均能稳定达到DB51/2626-2019一级标准且优于GB18918－2002一级A标。温度对两组湿地系统COD、NH4+-N、TN、TP的去除效果有一定的影响，单户、多户湿地系统冬季与夏季相比去除率分别下降19.40%、8.22%、11.35%、7.52%和19.84%、8.18%、10.92%、8.13%。
(5)冬季来临前(11月中旬)搭建了PVC保温棚，棚内温度较室温提高了3-4℃，同时保证了12月和1月出水比进水温度高，且植物长势良好。冬季湿地有无植物对照试验结果表明，有植物组对十里沟村生活污水中COD、NH4+-N、TN、TP的去除率均高于无植物组，分别高出9.56%、9.65%、11.95%和7.29%。
(6)对两种散户型装置进行工艺效益评价，结果表明，本课题组研制的两套散户型污水处理装置无论是技术性能还是经济效益均优于传统处理工艺，且具有操作简单，出水水质稳定等优点，可进一步推广至我国类似的高原寒冷地区。给川西北生态示范区、乡村振兴及宜居乡村的建设提供较好的技术支持。