探討了傳統A/O、A/A/O及改進式AAO工藝在村鎮分散化污水處理中的應用及一體化污水處理技術的發展進程，分析了傳統工藝在城鎮分散化污水處理中的優缺點，闡述了一體化污水處理技術的發展，提出了一體化污水處理技術在低碳氮比村鎮污水處理中的應用研究建議，為開發簡單、可靠、高效、節能環保的一體化污水處理技術提供參考。

城鎮污水分散，規模小，傳統污水原處理技術對管網基礎設施、技術等要求高等原因，城鎮污水污染村鎮環境，村鎮分散污水處理成為傳統污水處理后的另一個熱點，其處理效果影響我國黑臭水處理效果和生態環境狀況。因此，研發適合村鎮污水處理工藝對改善城鎮化過程中人居環境具有重要的意義。

1村鎮污水處理概況

1.1村鎮污水特征

村鎮污水主要包括居民生活污水、養殖廢水，學校、醫院、服務機構及各種公共設施排水，以及部分工業廢水和雨水等。具有以下明顯特點[1]。（1）生活污水的比重較大，受地區生活習慣、環境管理、設施完善程度等因素的影響，水質有較大的不均勻性。（2）村鎮人口相對較少，污水水量小且分散，水量不穩定，不易收集；市場對某種行業或是產品的社會需求量不同也會影響廢水量的變化；受雨季及用水的影響，水量的變化系數較大。(3)污染物主要包括TOC、TN、TP，生活污水中含有大量氮和磷，有機物濃度相對較低，典型的低碳氮比污水。

1.2村鎮污水處理技術概述

隨著我國對水環境質量要求的提高，修訂后的污水綜合排放標準(GB8978-1996)特別嚴格要求出水氮、磷含量，現有污水處理設施重點考慮到氮、磷排放標準中國村鎮分散污水處理技術應滿足以下要求:低碳氮比污染物處理效果好，出水氮磷符合標準投資少，能耗低，占地面積小，一體化設計污泥排放量少，運行和維護簡單，操作管理方便。

1.2.1A/O技術

1980年代初開發的A/O技術是目前廣泛使用的脫氮技術。缺氧反硝化時，反硝化菌以污水中的有機碳為碳源，以硝化回流液為電子受體，完成反硝化脫氮[3]。主要優點:硝化反應消耗堿度通過硝化產生堿度可以得到一定的補充，缺氧、好氧池的順序有助于減輕好氧池的負荷，提高有機物的去除率，以原污水為碳源，降低了建設運行費用。主要缺點:由于沒有獨立的污泥回流系統，培育出的污泥無法去除難以分解的物質，大的內循環比增加了運行費用的內循環液具有一定的溶解氧，破壞了嚴格的缺氧環境，影響了反硝化脫氮效果。

1.2A/A/O技術

A/O技術是在A/O技術的基礎上增設厭氧池開發的具有同步脫氮除磷功能的技術，可用于二級污水處理、三級污水處理、中水再利用，具有良好的脫氮除磷效果[4]。出水進入二沉池進行泥水分離，排出上清液和部分剩馀污泥，部分污泥返回厭氧反應器。污水和含磷回流污泥進入厭氧區，在釋放磷菌的作用下釋放磷產生能量的同時，分解部分有機物。出水進入缺氧池后，利用從好氧區回流到缺氧區的混合液完成反硝化脫氮，最后進入好氧區，進行氧化分解有機物、吸收磷和硝化反應，最終實現同步脫氮除磷功能。主要優點:水力停留時間低于其他技術厭氧、缺氧、好氧交替運行，絲菌增殖少，具有減少污泥膨脹的可能性的脫氮除磷效果。主要缺點:除磷效果難以進一步提高，污泥生長有一定的限度，特別是處理低碳氮比城鎮污水的內回流不應過大，脫氮效果受一定限制的硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機負荷、泥齡、碳源需求上存在矛盾和競爭，影響氮、磷的去除效果[5]。

1.2.3改進AAO技術

為了解決AAO技術碳源競爭和同步脫氮除磷的矛盾，研究者進行了大量技術改進，開發了解決硝酸鹽干擾磷問題的UCT技術，對于碳源不足改變供水方式的倒置AAO技術和新型同步硝化脫氮除磷技術，如Dephanox[6]等。南非開普敦大學[7]提出的UCT脫氮除磷技術將污泥從厭氧區改為缺氧區，使污泥反硝化后返回厭氧區，減少硝酸鹽對厭氧區釋放磷的影響。UCT工藝的缺氧池分兩部分接納二沉池回流污泥和好氧區硝化混合液，使污泥脫氮與混合液脫氮分開進行，進而減少反硝化不足的硝酸鹽進入厭氧區[8]。同濟大學高廷耀[9]等，為了解決AAO技術中碳源競爭的矛盾，將缺氧區域放在技術的前端，在厭氧區域后，開發了通常的除磷脫氮技術提出了新的碳源分配方式的倒置AAO技術。Wanner[10]首次開發了以厭氧污泥中的PHB(聚羥基丁酸酯)為反硝化碳源的技術，在AAO技術的厭氧池和缺氧池之間增設了中間沉淀池和固定膜反應池，為反硝化磷細菌提供了必要的環境和基質，開發了強化磷的DEPHANOX技術。改善AAO技術的特點:通過改變碳分配方式提高缺氧段的反硝化能力，充分利用提高系統脫氮能力的聚磷菌在厭氧條件下形成的吸磷動力，提高回流污泥的釋磷和吸磷效果的污泥和混合液回流過程中的動力消耗低。該技術在脫氮除磷效果方面提高，但一體化程度低，存在反應器體積大、投資和運行費用高等缺點[11]。

2一體化村鎮分散化污水處理技術發展

現代分散化污水處理技術發展的總趨勢是一體化設計的趨勢，一系列一體化污水處理的新技術得到了良好的開發應用，該技術大幅減少了占地面積，改變了傳統技術在時間和空間上的配置形式，大幅簡化了水處理技術的流程，適合處理城鎮污水。這種技術可以根據空間和時間歸納為兩種[12]:一種是合理地區分反應器的內部空間，如空間厭氧區-缺氧區-好氧區一體化設計等。另一個是將反應、沉淀等工序按時間順序調配的一體化氧化溝技術等。M.Ro[13]等研究的厭氧-缺氧-好氧復合反應器，污水依次通過厭氧區、缺氧區和好氧區，取得了良好的一體化污水處理效果。Pasveer[14]開發的一體化氧化溝成功集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流于一體，開發后迅速發展。比利時史格斯清水公司研發的UNITANK是一項專利技術，不需要二次沉淀池，污泥回流系統簡單，易于實現自動控制，生產后效果良好[15]。英國學者Lockett[16]采用集反應曝氣、沉淀、出水、污泥回流為一體的SBR反應器，投資和運行費用大幅度降低，改善污泥特性，技術簡單，具有良好的脫氮除磷效果。

一體化技術的優點:將傳統生物處理技術的反應、沉淀和污泥回流一體化，減少占地面積，提高技術對分散污水的沖擊負荷的技術簡單，施工設置和運行費用低，運行管理方便，能源消耗低的脫氮除磷反應在一個反應器內同時連續發生，減少反應器容積，節約反應時間，對負荷變化的適應性強無厭氧、缺氧、好氧明顯分區的一體化設備有利于硝化和反硝化反應的進行，在達到更好的脫氮除磷目的的的同時，聚磷菌在缺氧環境中以硝酸鹽為電子受體提供吸磷反應的環境，完成反硝化除磷是業內研究開發新脫氮除磷技術的重點和熱點。

一體化技術的缺點:現有一體化技術的最大缺點是處理低碳氮比污水時脫氮除磷的效率有一定的限制，不能更好地應用于村鎮分散污水處理領域，污水量不穩定，技術設備利用率低，生物處理調整運行對外部環境要求大，自動化程度要求高，因此研究開發高效脫氮除磷技術和相關設備對處理村鎮分散污水具有重要意義[18，19]。目前，我國同步硝化硝化和硝化磷的環境保護、節能一體化技術還很少。因此，開發經濟、高效、低消耗的新型脫氮除磷一體化技術仍然是國內外研究的熱點[20]。

3結論

（1）針對村鎮污水處理工程的設計規范、標準、法規等較少，沒有相適應的工藝，而是延用和照搬大、中型規模城市污水處理工藝，因此建設運行費用高、占地面積大，開發適合村鎮分散污水處理的一體化污水處理技術尤為關鍵。

(2)現有一體化技術的最大缺點是脫氮除磷效率低，無法滿足村鎮污水處理的需要，因此研究和開發高效脫氮除磷技術和相關設備具有重要的現實意義。