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分散污水总量多、水质波动大、集中管理难度高,已成为当前环境污染的首要问题之一。由于收集系统建设困难,达标处理技术模式缺乏,目前有关分散污水处理技术的研究尚不成熟,缺乏相关标准和规范,配套装置更是少见,为此,本研究拟在构建生物-生态耦合处理工艺的基础上,通过调控预处理与核心处理单元的负荷分配,优化全系统工艺参数,研制一种以地下渗滤为核心的低耗无人值守的庭院式分散污水处理一体化装置。具体研究内容和结论如下:首先,通过工艺比对和技术筛选,确定了生物-生态耦合工艺,即:水解酸化(HA)预处理单元+地下渗滤(SWIS)核心处理单元。该耦合工艺以污染负荷分配为关键联接因子,具有无(微)能耗、出水水质稳定等特点,为后续研制基于此工艺的一体化装置奠定了基础。在此基础上,通过模拟实验,确定了HA预处理工艺启动、稳定阶段的主要参数及其可控范围,即:搅拌速度为10~20r·min-1,2h<HRT<4h;在进水负荷波动条件下,考察了HA的抗冲击能力,结果表明:稳定运行的HA受负荷波动影响较小。对主要污染指标削减阈值的实验结果显示:在常规进水水质条件下,SS削减率大于91%、CODcr削减率为42%-65%、NH4+-N削减率大于43.8%、TN削减率大于36.4%,即可满足核心处理工艺SWIS进水水质要求;SS、CODcr对运行参数变化的响应敏感,可作为保证SWIS进水水质的指示性指标,适宜的工艺参数范围是3h<HRT<3.5h、搅拌速度为15~20r·min-1;HA单元对NH4+-N、TN去除率不能达到理想阈值,可采取在SWIS厌氧区补加碳源的措施(补加原污水:原污水=1:3)强化削减。随后,以污染负荷分配为原则,将HA和SWIS进行工艺耦合,通过理论计算和试验验证的方法,确定了CODcr污染负荷在HA和SWIS间合理分配的理论负荷分配率范围为0.4~0.6。利用二次回归正交试验确定了耦合工艺的最佳参数,其中试验因素为干湿比、HL、HRT及搅拌速度,评价指标为CODcr、NH4+-N、TN、TP去除率,结果表明:试验因素对出水水质的影响次序不同(CODcr:DO>干湿比>HL>HRT;NH4+-N:HRT>DO>HL>干湿比;TN:HRT>DO>HL>干湿比;TP:HL>DO>HRT>干湿比);在最优工况(干湿比1.6,HL=0.15m3·m-2·d-1,HRT=2.5h,搅拌速度=15r·min-1)条件下,CODcr、NH4+-N、TN和TP去除率分别可达92.0%、78.6%、65.0%和92.7%,出水满足国家GB/T18921-2002景观水回用标准和GB18918-2002一级B标准。最后,以上述研究结果为依据,设计并研制了基于HA-SWIS耦合的一体化处理装置i-SWIS,该装置具有结构紧凑、投资少、无(微)能耗、高效率、无人值守等特点,设备投资不高于5000元,吨水处理成本仅为0.27元,适用于管网不配套区域污水处理场合,为我国分散污水处理提供了一种新颖的技术选择。