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近年来,随着城市污水有效治理,农村生活污水引发的环境问题日益凸显。农村生活污水水量相较于城市污水量少,间歇排放,日变化系数大,氮、磷、有机物指标高等特征。基于农村经济基础和管理水平现状,其治理模式难以复制城镇污水处理技术路线。单级的人工湿地在实际处理过程中不能有效降解氮、磷,本研究是依托国家“十二五”重大水专项苕溪课题子课题3开发出的一套新型生物滤床-潜流人工湿地农村生活污水处理耦合工艺,在前人设计并建造完成终端工程后选取了不同的填料和级配进行了中试工程建设以及运行研究,以探讨该耦合技术的实际运行效果和影响因素,为后期示范工程的建立积累工程数据和参数设计经验。 本工程处理对象为浙江省某村集中收集的农村生活污水,设计进水水量为50m3/d。为对耦合系统进行运行效果对比研究,考察耦合系统的运行情况,尤其是采用了不同填料及配置的耦合系统运行情况,重点跟踪监测了系统进、出水浓度变化、运行效果以及影响因素,持续考察了将格栅及调节池预处理后的低浓度出水作为生物滤床和潜流式人工湿地工艺进水的耦合系统处理效果。结果表明对比系统-b(采用页岩陶粒、瓜米碎石、沸石3种材质填料)对CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为74.10%、94.14%、73.57%和69.53%,优于原有系统-a(采用了掺杂了含钙的过滤石材),对比系统-b对上述指标的去除较原有系统-a分别提升了11.00%、11.55%、2.69%和8.09%。在低浓度进水情况下分析了生物滤床及潜流式人工湿地对污染物去除的贡献情况,在原有系统-a中,生物滤床单元对NH4+-N的去除占主要作用,而下层潜流式人工湿地单元则对去除CODCr、TN和TP的贡献较高;对比系统-b中,潜流式人工湿地单元对CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除贡献均高于上层生物滤床。从整体来看,新型耦合系统各单元对CODCr的去除中,生物滤床与潜流式人工湿地的贡献率分别为30.40%和69.60%,对NH4+-N贡献率分别为50.15%和49.85%,即两者的贡献率相当,对TN的贡献率分别为30.22%和69.78%,对TP的贡献率分别为28.58%和71.42%。耦合系统在处理高浓度农村生活污水时对比系统-b对主要水质指标CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为93.24%,99.75%,95.09%以及94.06%,即处理高浓度生活污水时对比系统-b对原有系统-a在主要水质指标去除率提升方面比处理低浓度时有所提升。 进一步考察了正常稳定运行阶段污染指标的去除情况,耦合系统日常进水水质浓度波动大,但两系统均保持较高的去除效率。对比系统-b的CODCr、NH4+-N、TN和TP出水浓度分别为20.22±13.37mg/L、2.70±2.49mg/L、4.40±3.05mg/L和1.09±0.62mg/L,相较于原有系统-a表现出更高更稳定的去除效果;对比系统-b对CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为81.30%、90.28%、88.57%和75.36%,优于原有系统-a,相较于原有系统-a,分别提升4.20%、9.20%、7.66%和13.61%,对磷去除率的提升尤为显著。