很多农村地区管道铺设成本高、雨污分离难，加上农村生活污水来源多且分散、水质水量波动等，加大了农村地区生活污水的处理难度。而大量农村生活污水的随意排放已对农村水环境、饮用水安全等造成了巨大的威胁。因此，积极推动我国农村生活污水处理迫在眉睫。鉴于农村特别是偏远农村生活污水的特点，采用一次性投资低、能耗低、运行稳定的组合处理技术对生活污水进行分散式处理是较为经济合理的。分散式处理可以不依赖污水管网收集和运输，工艺灵活、维护简单，近年来受到越来越多的关注与研究。此外，研发一套能耗低、污染物去除效能高、管理简单，实现资源再利用，出水水质能稳定达到排放标准的单户农村生活污水一体化处理装置十分必要。

本研究依托四川某偏远农村居民生活污水展开。

1、实验部分

1.1 废水水质水量

据调查，研究区域内农村居民点分布比较稀疏，管道铺设困难、成本高，雨污分离难，污水集中处理困难。村民主要使用旱厕、粪坑收集粪污，暂存后用于农肥和浇灌；其他废水（洗漱、洗菜和刷锅水等）顺地势流入房前屋后的农灌沟、农田和堰塘等。

当地生活污水水质波动较大，废水有机物含量较低、含氮量较高，pH为6.8～8.0，COD为61.48～377.1mg/L，NH4+-N、TN、TP的质量浓度分别为8.07～50.79、22.83～52.75、4.13～5.85mg/L。

1.2 装置设计

在总结农村生活污水一体化处理技术的基础上，结合当地的经济水平和实际情况，选择一种以生物接触氧化和水生蔬菜型湿地净化系统为主体的一体化装置。

化粪池污水经过格栅后进入处理装置，设计处理水量为200～500L/d。装置体积小、质量轻，可根据地势置于厕所旁的地下等处，既方便又美观。生物生化与湿地生态系统的结合大大减小了湿地堵塞的可能。可以根据季节在湿地栽种不同的水生蔬菜，提高了居民的积极性，非常适合农村地区单户居民或者分散式居民生活污水的处理。研究表明，许多水生蔬菜对污水都有着一定的净化作用，例如空心菜对污水中的氮磷等都有很好的去除作用。樊均德等发现在9～12℃的低温下培养6d时水芹对污水中的NH4+-N和正磷酸盐的去除率分别可达59.34%和44.42%，表明低温下水芹对生活污水中NH4+-N和正磷酸盐均有较好的去除效果。

生物接触氧化系统：采用2级生化处理方式，选择的填料是弹性组合式填料（直径150mm），填料填充率约为65%。生物接触氧化系统微生物挂膜所用的活性污泥来自四川省成都市某市政污水处理厂的曝气池，污泥接种质量分数约为16%。

水生蔬菜型湿地净化系统：采用火山石作为系统基质，构建垂直潜流型人工湿地。自下至上火山石粒径从大到小（粒径分别为16～32、8～16、5～8mm）。火山石硬度大，具有多孔、比表面积大的特点，富含CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等。国外有学者认为，富含钙、铁及铝的基质净化污水中磷的能力较强。此外，火山石表面带有正电荷，有利于微生物固着生长。火山石基质上层覆土8cm左右，可根据季节变化，栽种不同的水生蔬菜。实验中种植空心菜。研究表明，空心菜在净化农村生活污水等污染水体方面都有着较好的应用价值。同时，在传统湿地的基础上增加了曝气系统，通过控制曝气形成富氧区和缺氧区。

太阳能供电系统：主要满足污水进水和曝气泵的用电需求。设计采用单晶硅太阳能电池板，在太阳能源不足时，系统自动切换到电网辅助供电，保障系统正常运转。

装置启动初期，进水波动较大，微生物未完全适应，一体化污水处理装置处理效果波动较大。经过10d的启动，随着微生物的适应以及接触氧化池生物膜的逐渐形成，COD、NH4+-N等的处理效果逐渐提高并趋于稳定，出水水质基本稳定。

1.3 分析方法

2017年9－12月期间，对装置进水、生物接触氧化池出水、人工湿地出水各设置1个取样点进行取样，检测项目包括COD和NH4+-N、TN、TP含量，分别采用****法（GB11914－89）、纳氏试剂分光光度法（HJ535－2009）、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636－2012）和钼酸铵分光光度法（GB11893－89）测定。