随着农村地区社会经济的发展、居民生活水平的提高、生产方式的转变,随之而来的是农村水环境质量的逐渐恶化。农村生活污水作为污染农村水环境的来源之一,针对其水质特征,找寻一种合适、高效、低成本、低能耗、可持续的农村生活污水处理工艺已成为改善农村水环境的重要研究内容之一。与城市生活污水相比,农村生活污水具有高分散性、点面源污染共存、低碳氮比等水质特征。针对传统农村生活污水处理工艺存在的劣势,比如基建或运行费用较高、维护复杂、低碳氮比水质下氮去除率低等问题,本研究提出了一种“碳源分离耦合强化生态处理技术”处理农村生活污水,主要是利用生物絮凝碳源分离工艺作为前处理技术降低生态床的污水处理负荷,以及微生物电化学的强化作用来提高传统生态床在低碳氮比条件下氮去除效率低的问题,在保证高效的污染物去除率的同时,降低了吨水处理费用。主要研究成果简述如下:碳源分离前处理工艺采用生物絮凝吸附碳源分离和化学强化碳源分离技术,主要考察了污泥类型及其投加量、介体及其投加量、污泥与介体投加顺序、絮凝时间等参数对生物絮凝吸附工艺的影响,混凝剂与絮凝剂投加量,介体投加量对化学强化碳源分离工艺的影响。结果表明,在生物絮凝吸附碳源分离工艺中,经过离心和超声处理后的污泥相比较于未经物理处理后的污泥,污染物去除效果更好;加入磁介体后,污水中的SS去除率可提升10-20%、其余指标强化效率约5%,沉淀时间仅为2-10min,可以明显提升污泥沉降速率;“活性污泥+磁粉”的投加顺序、絮凝时间20-30min可以取得更高的污染物去除率,COD、TP、NH4+-N、SS去除率分别为28.82%、7.22%、19.19%和85.94%。在化学强化碳源分离工艺中,“PAC”、“PAC+PAM”和“PAC+磁粉”三种投加方式对TP的去除效果要好于其他指标,其中“PAC+PAM”对TP的去除率可达95.16%;对于COD和SS来说,“PAC+磁粉”的效果好于“PAC”、“PAC+PAM”,而三种投加方式对NH4+-N的去除率没有明显的差别。在强化生态技术研究方面,构建了生态床系统(CW)、微生物电化学系统(MFC)、微生物电化学强化生态床系统(CW＿MFC)。生态床所使用的植物为黄菖蒲,种植量35g/L;微生物电化学系统采用碳纤维布作为阴、阳极材料。以污染物去除效果和稳定监测电压为准则,启动不同的污水处理系统。随着系统的成功启动,CW＿MFC的COD、TP和NH4+-N去除率为68.83%、66.74%和39.75%,系统最高电压值为472m V,最大功率密度值为9.79m W/m2,最大电流密度值为75m A/m2。随后探讨了间歇流条件下,三个系统的污染物去除效能。结果表明,CW＿MFC系统的污水处理效果要优于CW系统和MFC系统,达到了在低碳氮比条件下,强化污染物去除的目的。在第一天时,CW＿MFC对污水中COD、TP、NH4+-N的去除率分别为55%、50%和25%,随后COD、TP去除率稳步增长,NH4+-N去除率先上升后下降,强化生态床系统对COD、TP、NH4+-N的最高去除率分别为87.76%、78.84%、65.48%。在经济技术分析上,本研究对化学强化碳源分离工艺和生物絮凝吸附碳源分离工艺、传统生态床工艺和强化生态床工艺以及不同分散式农村生活污水处理工艺进行了对比。结果表明,生物絮凝吸附碳源分离技术作为前处理工艺更适合在经济条件较为落后的农村地区使用。在生态处理工艺中,强化生态床系统在取得更高的污染物去除率的同时,能够取得一定的经济效益。“生物絮凝碳源分离+强化生态床”工艺在处理高分散性、点面源污染共存、低碳氮比水质特征的农村生活污水具有更好的优势,对完善合适、高效、低成本、低能耗、的农村生活污水处理工艺体系、改善农村居民生活环境具有较好的工程实用价值。