当前,随着我国城镇化进程和厕所革命的推进,农村水环境问题引起了越来越多人的重视。由于农村各村落分布较散乱,农村污水收集管网不健全且技术、管理、经济相对有些滞后,很难采用像城市那样将污水统一收集进行集中处理,因此采用可就地收集、处理、回收农村生活污水的分散式污水处理技术受到越来越多人的关注。而A~2/O工艺是目前应用最广泛的脱氮除磷工艺之一,因而本试验采用了以一体化A~2/O工艺为主体,联合生物膜与高效实用的气提回流技术强化反应器对农村生活污水的去除效果,并进行试验的参数优化和工程设计。试验通过控制硝化液回流比、污泥回流比、DO浓度、SRT等参数,考察反应器对污水中COD、氮(包括氨氮、硝态氮、TN)以及TP的去除效果。综合考虑污染物的去除效率以及节能降耗,确定了反应器处理农村生活污水的最佳参数,即硝化液回流比为200%,DO浓度为2.0mg/L,污泥回流比为60%,SRT为12d;在最佳参数条件下运行,反应器的出水COD、氨氮以及TN浓度值均能远低于GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》,但是出水TP浓度未能达到城镇污水的一级标准,因而采用投加化学药剂聚合铝铁辅助生物除磷,以达到排放要求。试验结果显示,反应器在经过30d的启动阶段,便维持了高效稳定的去除效果;硝化液回流比的改变对反应器TN的去除效果影响较大,主要是对硝态氮的去除影响较大;随着R由150%～250%的增加,反应器脱氮效国在逐渐增强,但是在R为300%时,反应器脱氮效果反而减弱,反应器在R=250%时处理效果最好,但是考虑到R由200%～250%脱氮效果相差较小,考虑到能耗问题,认为硝化液回流比最佳为200%。DO浓度的改变对反应器脱氮除磷均有一定的影响,在DO由2.0mg/L～3.0mg/L过程中,硝化效果逐渐升高,反应器氨氮与TN出水含量在逐渐下降,同时TN含量的下降原因主要为氨氮含量的下降;然而TP的去除效率却是先升高后下降,在DO为2.5mg/L时,TP的去除效果最好,但是DO在2.0mg/L与2.5mg/L出水TP浓度相差较小。同时在DO为2.0mg/L时,COD和N的出水均能满足国家一级A出水标准,考虑到反应器的节能降耗,认为DO为2.0mg/L为最佳工况。污泥回流比的改变对反应器脱氮除磷均有一定的影响,在r由60%～100%,TN出水含量逐渐下降,均满足城镇污水的一级A排放标准;对TP的去除效果,在r由60%～100%,出水TP的平均去除率分别为70.71%,67.13%,61.57%;考虑到TP的出水浓度偏高,因此选择TP处理效果最好的污泥回流比作为最佳污泥回流比。SRT的改变对反应器脱氮除磷均有一定的影响,SRT由12d～18d,反应器脱氮效率先升高后下降,在SRT为15d时出水氮浓度最低;而除磷效果则是较短的泥龄更有助于生物除磷,考虑到反应器除磷效果不佳,以12d为最佳污泥龄。在反应器好氧池末端投加聚合铝铁(以Al含量计)分别为2mg/L,3mg/L,4mg/L。试验结果显示:在金属铝投加量为4mg/L时,其出水TP的去除效果最好,可稳定达到城镇污水一级A出水要求;在金属铝投加量为3mg/L时,其出水TP可稳定达到城镇污水一级B出水要求;但是投加聚合铝铁对微生物的活性有一定的影响,会在一定程度在影响有机物及氮的去除效果。本文设计了以一体化A~2/O生物膜反应器为主体,采用空气提升器为回流装置对农村生活污水进行处理,工艺流程为人工格栅→调节池→A~2/O生物膜反应器→清水池→紫外线消毒→出水;并设计了主要构筑物、附属构筑物运行参数。