据统计，我国农村每年产生生活污水超过80亿m3，但大部分地区都没有相应完善的水处理系统，研究一种可行性的农村生活污水处理技术变得至关重要。
农村生活污水的主要来源有厨房、沐浴、洗涤和冲厕等。其数量、成分、污染物浓度与镇村居民的生活习惯、生活水平和用水量有关。因其含有大量的营养盐及细菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。本项目采用的日光型厌氧好氧一体化技术就是结合天津农村实际情况，对厌氧-3级好氧/缺氧生物膜工艺进行改进后的新工艺。该项目已于2010年10月建成于天津市宁河大北涧沽村，运行至今，出水指标达到农业灌溉国际二级排放标准。
1 工艺设计
1．1 水质水量
天津市宁河大北涧沽村人口共276户，日均污水量89m3。所取污水从处理站的集水池取出。生活污水水质见表1。
本处理站由集水泄洪池、水解酸化调节池、接触氧化、污泥沉淀池和储水池，总有效容积160m3，其中水解酸化调节池（115m3）和接触氧化区（21m3）容积比约5．5∶1，水解酸化调节池设污泥排出口。
本污水 处理站水解酸化调节池和接触氧化区为反应主体，整个反应主体区填充组合填料，其中水解酸化段填充率为60％，水力负荷为0．78m3/（m3·d）；接触氧化区填充率为75％，水力负荷为4．24m3/（m3·d）；设计处理能力100m3/d，运行期间实际平均进水量为89t/d，进水方式为全自动间歇进水，系统运行方式为间歇曝气连续回流。
表1 生活污水水质
1．2 工艺流程
工艺流程见图1。
图1 工艺流程
该工艺产生的污泥量极小，自运行至今没有进行过污泥的清掏。
2 结果与讨论
2．1 化学需氧量和生物需氧量的变化
经多次检测，生活污水进水水质ρ（COD）为144～387mg/L，ρ（BOD）为53～132mg/L。处理后出水水质ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。可见日光型厌氧好氧一体化技术对COD和BOD的平均去除率均达到70％以上。出水稳定，处理效果较好。
2．2 对NH3-N的去除率
样品从2010年3月开始，每4d采1次样，共得到有效数据16次。根据对原进水及出水NH3-N的连续16次监测分析结果（图2）。检测结果显示，进水NH3-N平均值为29．19mg/L，出水NH3-N平均值为21．89mg/L，平均去除率为26．87％。
由检测结果可以看出：NH3-N的去除率不高，分析原因可能由两方面因素：1）水体中的有机氮在厌氧条件下通过厌氧菌的氨化作用将氮素转化为氨氮，导致氨氮含量迅速上升。而硝化细菌的世代时间较长，整套系统启动时间较短，硝化细菌在接触氧化池还未占主导地位。2）NH4+在厌氧条件下进行硝化反应向NO2-和NO3-转化。可能水中缺少电子受体，使反应进行的不彻底。
图2 对NH3-N的去除率
2．3 该工艺对TN的去除率
经过日光型厌氧好氧一体化工艺处理后的TN平均去除率达38．25％。出水ρ（TN）＜33．5mg/L。虽然出水的TN值达到了设计指标，但去除率较低。如图3所示。
图3 TN的去除效果
为了分析去除率不高的原因，对污水中总碳和无机碳进行监测。监测结果发现无机碳含量在83．71～165．8mg/L。总碳含量在92．4～230．1mg/L之间，进水C/N为3．0～4．0。有研究表明过高的无机碳含量会促进异养型反硝化菌的生长，增强了其与厌氧氨氧化菌竞争基质的能力，从而出现随无机碳浓度升高而TN去除率下降的现象。另有研究证实，当C/N＞5时，厌氧（2h）-缺氧（1．5h）-好氧（1．5h）的运行条件下，SBR中对磷、氮的去除率为90％以上。由此可以推测出TN去除率不高的原因为碳源不足及无机碳含量太高。
2．4 该工艺对粪大肠菌群的处理效果
由于处理站安装了紫外消毒设备，由图4可以看出：进水的粪大肠菌群在1600～2400个/100mL之间，出水的粪大肠菌群达30个/100mL以下，去除率达95％以上。出水符合设计指标，可用于农田灌溉。
图4 粪大肠菌群的去除效果
3 结论
1）结果表明，日光型厌氧好氧一体化工艺，在天津宁河县大北涧沽村的生活污水处理中，COD、BOD及粪大肠菌群数的处理效果较好。去除率分别达70％和95％以上，平均出水浓度分别为ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。出水达灌溉水的使用标准。。
2）本工艺对NH3-N的去除效果不高，分析氨氮浓度变化的影响因素：一方面，由于厌氧环境下污泥发生氨化作用，使有机氮转化为氨氮，增加了污水中氨氮浓度；另一方面，反应器中厌氧污泥生长消耗掉部分氨氮，而厌氧污泥产率很低，消耗掉的氨氮非常少。今后可通过在厌氧污泥中投入反硝化氨化细菌，增加污泥活性。
3）TN的去除效果不是很理想，去除率为38．25％。今后可在补充碳源和提高无机碳预处理等方面做出改进。
