據統計，我國農村每年產生生活污水超過80億m3，但大部分地區都沒有相應完善的水處理系統，研究一種可行性的農村生活污水處理技術變得至關重要。
農村生活污水的主要來源有廚房、沐浴、洗滌和沖廁等。其數量、成分、污染物濃度與鎮村居民的生活習慣、生活水平和用水量有關。因其含有大量的營養鹽及細菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。本項目采用的日光型厭氧好氧一體化技術就是結合天津農村實際情況，對厭氧-3級好氧/缺氧生物膜工藝進行改進后的新工藝。該項目已于2010年10月建成于天津市寧河大北澗沽村，運行至今，出水指標達到農業灌溉國際二級排放標準。
1 工藝設計
1．1 水質水量
天津市寧河大北澗沽村人口共276戶，日均污水量89m3。所取污水從處理站的集水池取出。生活污水水質見表1。
本處理站由集水泄洪池、水解酸化調節池、接觸氧化、污泥沉淀池和儲水池，總有效容積160m3，其中水解酸化調節池（115m3）和接觸氧化區（21m3）容積比約5．5∶1，水解酸化調節池設污泥排出口。
本污水 處理站水解酸化調節池和接觸氧化區為反應主體，整個反應主體區填充組合填料，其中水解酸化段填充率為60％，水力負荷為0．78m3/（m3·d）；接觸氧化區填充率為75％，水力負荷為4．24m3/（m3·d）；設計處理能力100m3/d，運行期間實際平均進水量為89t/d，進水方式為全自動間歇進水，系統運行方式為間歇曝氣連續回流。
表1 生活污水水質
1．2 工藝流程
工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程
該工藝產生的污泥量極小，自運行至今沒有進行過污泥的清掏。
2 結果與討論
2．1 化學需氧量和生物需氧量的變化
經多次檢測，生活污水進水水質ρ（COD）為144～387mg/L，ρ（BOD）為53～132mg/L。處理后出水水質ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。可見日光型厭氧好氧一體化技術對COD和BOD的平均去除率均達到70％以上。出水穩定，處理效果較好。
2．2 對NH3-N的去除率
樣品從2010年3月開始，每4d采1次樣，共得到有效數據16次。根據對原進水及出水NH3-N的連續16次監測分析結果（圖2）。檢測結果顯示，進水NH3-N平均值為29．19mg/L，出水NH3-N平均值為21．89mg/L，平均去除率為26．87％。
由檢測結果可以看出：NH3-N的去除率不高，分析原因可能由兩方面因素：1）水體中的有機氮在厭氧條件下通過厭氧菌的氨化作用將氮素轉化為氨氮，導致氨氮含量迅速上升。而硝化細菌的世代時間較長，整套系統啟動時間較短，硝化細菌在接觸氧化池還未占主導地位。2）NH4+在厭氧條件下進行硝化反應向NO2-和NO3-轉化。可能水中缺少電子受體，使反應進行的不徹底。
圖2 對NH3-N的去除率
2．3 該工藝對TN的去除率
經過日光型厭氧好氧一體化工藝處理后的TN平均去除率達38．25％。出水ρ（TN）＜33．5mg/L。雖然出水的TN值達到了設計指標，但去除率較低。如圖3所示。
圖3 TN的去除效果
為了分析去除率不高的原因，對污水中總碳和無機碳進行監測。監測結果發現無機碳含量在83．71～165．8mg/L。總碳含量在92．4～230．1mg/L之間，進水C/N為3．0～4．0。有研究表明過高的無機碳含量會促進異養型反硝化菌的生長，增強了其與厭氧氨氧化菌競爭基質的能力，從而出現隨無機碳濃度升高而TN去除率下降的現象。另有研究證實，當C/N＞5時，厭氧（2h）-缺氧（1．5h）-好氧（1．5h）的運行條件下，SBR中對磷、氮的去除率為90％以上。由此可以推測出TN去除率不高的原因為碳源不足及無機碳含量太高。
2．4 該工藝對糞大腸菌群的處理效果
由于處理站安裝了紫外消毒設備，由圖4可以看出：進水的糞大腸菌群在1600～2400個/100mL之間，出水的糞大腸菌群達30個/100mL以下，去除率達95％以上。出水符合設計指標，可用于農田灌溉。
圖4 糞大腸菌群的去除效果
3 結論
1）結果表明，日光型厭氧好氧一體化工藝，在天津寧河縣大北澗沽村的生活污水處理中，COD、BOD及糞大腸菌群數的處理效果較好。去除率分別達70％和95％以上，平均出水濃度分別為ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。出水達灌溉水的使用標準。具體參見http://m.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
2）本工藝對NH3-N的去除效果不高，分析氨氮濃度變化的影響因素：一方面，由于厭氧環境下污泥發生氨化作用，使有機氮轉化為氨氮，增加了污水中氨氮濃度；另一方面，反應器中厭氧污泥生長消耗掉部分氨氮，而厭氧污泥產率很低，消耗掉的氨氮非常少。今后可通過在厭氧污泥中投入反硝化氨化細菌，增加污泥活性。
3）TN的去除效果不是很理想，去除率為38．25％。今后可在補充碳源和提高無機碳預處理等方面做出改進。
