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根据农村生活污水的水质水量特点,自源头分开收集黑水和灰水,并结合现有的生物生态技术,提出“黑水厌氧-混合污水缺氧-好氧-人工湿地”组合工艺。小体积黑水经中温厌氧折流板高效厌氧后与大体积灰水合并流入缺氧段,好氧段采用水车双侧驱动式生物转盘,具有节地节能且充氧充分的优势,其硝化液部分回流至缺氧段达到脱氮除臭目的,随后应用人工湿地进一步确保氮和磷的去除。本课题对水车式生物转盘进行改进后,重点考察“缺氧-好氧”部分,主要得出以下结论:(1)缺氧反应器COD去除和脱氮效果受回流比影响较大。夏秋季建议回流比为100%150%,此时COD和TN去除率较高,分别为62.82%65.26%和36.46%44.86%;冬春季建议回流比为150%200%,此时COD和TN去除率较大,相应为56.14%59.16%和28.89%25.75%。同时HRT对缺氧反应器脱氮效果有较大影响,建议夏秋季缺氧HRT为6.4 h,冬春季缺氧HRT为8.0 h。(2)水车双侧驱动式生物转盘HRT对COD和NH4+-N去除有显著影响,建议夏秋季转盘HRT为3.0 h,冬春季装置改进后转盘HRT为4.5 h。回流比的持续增大将降低转盘充氧效率,进而减小NH4+-N去除率,因此建议夏秋季回流比为100%,此时NH4+-N去除率达91.35%;冬春季回流比为150%,NH4+-N去除率约69.80%。转盘转速对COD和NH4+-N去除均有影响,建议夏秋季转速为4.0 r/min5.5 r/min,此时COD去除率大于85%,NH4+-N去除率约90%;冬春季装置改进后,转速的加快会导致水车驱动区HRT的缩短,因此建议转速降为4.0 r/min,此时COD去除率为80.88%,NH4+-N去除率达76.33%。而转盘整体TN去除效率有限,均小于20%。(3)根据清水试验结果,建议驱动跌水高度0.4 m,驱动流量130 ml/min630 ml/min,布水高度0.6 m,布水流量360 ml/min450 ml/min,此时水车双侧驱动式生物转盘转动和充氧性能均较优,且基本不发生溅水现象。(4)当进水C/N比值一定时,缺氧进水NO3--N/TN比值对缺氧脱氮有一定影响。建议夏秋季NO3--N/TN在0.3左右,冬春季NO3--N/TN在0.25左右时,脱氮效果较好。(5)在所建议的较优工况下,夏秋季“缺氧-好氧”部分的COD、TN和NH4+-N平均去除率分别为79.82%、45.99%和94.83%;冬春季装置经改进后,“缺氧-好氧”部分的COD、TN和NH4+-N平均去除率相应为78.23%、33.03%和79.84%,低于夏秋季。其中出水COD和NH4+-N浓度均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,而TN、TP需后续人工湿地的进一步去除。水车双侧驱动式生物转盘抗冲击性能良好,在停电、管道损毁等问题导致重启后,4 d15 d内运行效果、膜生长情况均可恢复正常。