污水处理是村镇环境整治和美丽乡村建设的重要环节,郊区农村地区因为污水水质和水量不稳定、技术水平低下等因素,导致其运行维护成本高且处理效果不理想,因此需开发新型郊区农村污水处理系统。本文用课题组自行研发的跌水接触氧化生态沟对实际郊区农村生活污水进行中试试验,开展了跌水充氧效果影响因素研究及跌水最佳设计参数的构建,装置回流和未回流前对实际生活污水处理效果的研究及装置各单元处理效果的研究、装置内部微生物菌落情况的研究,其结果如下:(1)跌水充氧影响因素研究:有跌水组件的试验组充氧效率明显大于空白试验组;跌水充氧效率与跌水高度H与跌水流量Q成正比;且流量的增大和高度的提升,各试验组之间充氧效率的差值越来越小;当孔径为5mm时其跌水充氧效率最高,在此条件下,当流量Q为240mL/min时,其跌水充氧效率增长最快。在有组件时跌水充氧效率计算经验公式为:KLas(Q,H)=1.32×(0.0065251n(Q)-0.0262)(4.4×10-4H0.2968);无组件时跌水充氧效率计算经验公式为:KLas(Q,H)=2.5×(0.00541n(Q)-0.0217)(8×10-7H0.6479)。(2)实际污水跌水充氧试验研究结果表明,水中COD对充氧效率影响明显,污水中COD浓度越高充氧效率就越低,但对饱和溶解氧Cs影响却不明显。跌水高度影响污水中的充氧效率,当H为55cm时其氧总转移修正系数α和氧转移增长效率都为最大。(3)跌水接触氧化生态沟处理实际污水试验研究:系统出水水质指标BOD5、COD、NH4+-N、TN、TP、SS 出水浓度分别为 14.1mg/L、42.35mg/L、2.51 mg/L、12.17mg/L、0.9mg/L、16mg/L,去除率分别为 86%、75%、89%、55%、51%、86%。COD、BOD5、NH4+-N、TN出水浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A处理标准,TP和SS出水浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B处理标准。回流后相比回流前NH4+-N,TN去除率明显提升。跌水充氧对系统总需氧量贡献率高,在跌水高度为55cm的情况下,其占总供气量的70%。(4)高通量测序法测定菌落结构研究表明,经过驯化后样品的生物量及丰度明显大于在挂膜阶段微生物样品,各样品间优势菌群差异明显。硝化反应主要发生在好氧池。本研究对实际生活污水进行中试试验,为实现郊区农村污水低能耗高效率处理,以及装置在实际生活中的推广应用,我国郊区农村环境综合整治等具有重要意义。