水处理中的组合工艺是一种能够有效弥补各单独工艺间的不足,最大可能的发挥其各自优点的技术。将组合工艺应用于小城镇的污水处理中,不仅能够满足小城镇水质、水量多变的特点,还能做到节省投资、降低成本、经济节能。本研究提出了混凝-生物滴滤池-超滤膜(CEPT-TF-UF)的组合工艺处理小城镇生活污水,研究该组合工艺处理小城镇生活污水的性能,并探讨其对污染物的去除效果及影响因素。并重点关注会给小城镇的环境带来巨大危害的溶解性有机物(DOM)迁移转化和污泥的资源化问题。为节省成本,实验采用电厂固体废弃物粉煤灰为原料制备混凝剂应用于强化混凝单元,发现粉煤灰混凝剂的最佳投加量为2.5m L/L,最佳反应p H值为6~8,混凝剂的最佳状态是静沉后的上层混浊液。此时粉煤灰混凝剂中的有效成分铝和铁的含量分别达到了3308mg/L和1700mg/L。实验还选用燃煤炉渣作为填料应用于生物滴滤池,使生物滴滤池达到较好的去除效果。当最佳表面水力负荷为4.00m3/(m2·d),温度维持在20oC以上时,COD、SS、TP和NH4+-N的去除率分别达到了55%、92%、88%和12%。CEPT-TF单元的出水水质能够满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B的标准。当温度低于20oC时,虽然去除率有所下降,但是选择适合的超滤膜,CEPT-TF-UF组合工艺的出水水质仍然可以达到GB18918-2002中的一级B标准。通过对比三个不同地区的小城镇生活污水的基本水质、DOC、分子量、紫外光谱特征和三维荧光光谱得出小城镇生活污水水质特点。本研究首先采用XAD树脂分级技术将DOM分为疏水性有机酸(HPO-A)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI)五种组分。小城镇生活污水DOM主要由HPI和HPO-A组成,分别占总DOC含量的57.5%和20.7%,且HPO-A为小城镇生活污水DOM中最主要的芳香性物质(占总UV254的60.1%)。小城镇生活污水中DOM经过CEPT-TF-UF组合工艺后去除了79.3%,其中TF处理单元对DOC的去除效果最明显,达到了54.2%。但是CEPT-TF-UF组合工艺对小城镇生活污水中芳香性物质去除有限,去除率最大的CEPT单元也只达到了30.8%。组合工艺中的TF单元的生物作用对小城镇生活污水中的疏水性组分(HPO-A和HPO-N)及TPI-N的去除效果较好,而生物作用将对HPI优先进行降解。通过对三个小城镇生活污水产生的化学污泥和哈尔滨市文昌污水处理厂的初沉池污泥和剩余污泥的对比分析,发现小城镇生活污水产生的化学污泥和生物污泥的不同特性。化学污泥是以无机物为主要成分的污泥,其中包含大量的一级强化工艺中加入的粉煤灰混凝剂及其中的铝和铁离子水解所成的各种形态聚合物,以及少量活或死的微生物胞外聚合物交织在一起形成的网络结构。实验过程中在100oC,V酸/m化学污泥的比值为3的情况下,加热30min回收污泥混凝剂中的铝和铁,其溶出量为3462mg/L和1595mg/L。应用此回收的污泥混凝剂2.4ml/L处理小城镇生活污水,其出水水质满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B的标准,并且由于可溶性或胶体物质溶出导致化学污泥减少了30.8%。回收的污泥混凝剂重复使用会导致重金属和有机物质的不断累积,重复使用是次数越多,污泥的减少量越少,对组合工艺出水水质的影响越大,当回收的混凝剂重复使用第4次时,出水水质即难以满足要求。