近年来,随着全国各地对生态环境保护的日益重视,越来越多的地区的生态环境保护工作重心从城市转向农村,农村目前存在的主要环境问题是生活污水的直排现象,由此造成的水污染问题不仅影响到农村居民的居住条件,而且还对地表水和地下水造成不同程度的影响。针对农村分散型生活污水水量小、时空变化大的特点,寻求合理而适宜的处理设施,对于改善农村地区的生态环境有着迫切的需求。分散型污水的治理工艺不可照搬城市集中式污水处理模式,不论是从建设、运维,农村地区都很难承担如此大的人力物力财力,亟需设计一套适用于广大农村地区易维护运用的小型污水处理设施。本研究的重点是通过自主设计的一体化生物接触氧化-潜流人工湿地装置来处理农村分散生活污水,设计处理水量为4m~3/d,通过周期一年的试验,改变不同运行参数得出不同参数下的污水处理效果并得出影响处理效果的主导因素,进一步从设计上进行优化装置,达到可推广的目的,此装置可适用于多户联用、农家乐或规模较小的自然村等农村地区。试验期间,重点检测工艺对污水中COD、氨氮、总磷的去除效果。单独启动生物接触氧化池,通过改变进水负荷,得出工艺的最佳运行参数为4m~3/(m~2·d),在低温条件下,生物接触氧化法对COD、氨氮、总磷的去除率分别为81.3%、75.5%、58.9%。在最佳水力负荷的情况下,通过改变曝气方式,连续曝气和间歇曝气(曝气时间:停曝时间=1h:1h,1h:2h,1h:3h),确定最佳工况为曝气时间与停曝时间比为1h:1h,此工况下,氧化池对COD、氨氮、总磷的去除率为83.9%,71.7%,60.9%。在夏季高温,但污水中COD浓度平均值在130mg/L、氨氮平均值在10mg/L,总磷平均值在2mg/L,在低浓度的情况下,氧化池对COD、氨氮、总磷的去除率为61%、58.9%、56.3%。通过单独运行潜流人工湿地,进水为生化后尾水,其中COD、氨氮、总磷浓度平均值分别在70.2mg/L、10.5mg/L、1.4mg/L时,通过改变水力停留时间,得出湿地中最优的水力停留时间HRT=2d,对COD、氨氮、总磷的平均去除率分别为56.4%、53.4%、62.5%,出水基本上可达一级排放A标准。通过运行装置一整年的时间,组合工艺对污染物的去除较为稳定,处理效果较好,对COD年平均去除率为86.2%,对氨氮年平均去除率为84.3%,对总磷的年平均去除率为81.6%,同时部分受到季节影响,总体上来看,处理效果稳定,说明工艺抗冲击负荷能力强。采用光学显微镜对生物膜镜检,定性判断生物接触池运行效果,观察到的原生动物、后生动物相丰富,例如轮虫、累枝虫等原生动物,表明生物接触氧化池处理能力强,出水水质优良。另外通过磷脂法和脱氢酶活性来研究生物膜上生物量和生物活性,表明污染物浓度高的地方,生物量多且活性高,表层生物量和活性略低于底部。基质中硝化反应强度与氨氮去除呈相关关系,通过研究湿地基质中硝化反应强度,来反映湿地氨氧化细菌的活性,结果表明,表层和底部的硝化反应强度沿流程减小,但30cm深处的基质硝化反应强度却呈现出不同的规律,其中,中部大于两端。