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目前，我国许多地区的农村污水治理工作往往是整齐划一，如排放标准统一，处理工艺统一，由于缺乏科学依据导致建设和运行费用高，农村污水治理工作难以为继。而实际上，我国农村污水尽管总量大，但是排放较为分散，应结合受纳水体的环境容量来科学制定农村污水排放限值，并根据排放限值及当地实际情况来选择合适的处理工艺，从而获得区域环境效益和经济效益的最大化。 本文从方法论上探索了我国农村分散式污水处理的优化模式，该模式立足于区域水质目标，以水环境容量理论、污染物总量控制理论、模型优化理论为依据，建立了区域分散式污水处理模式优化模型，为科学规划区域农村污水治理，优化配置农村污水治理经费，保障区域水质目标提供科学依据。主要结论如下: (1)建立了区域分散式污水处理模式优化的非线性规划理论模型，模型以区域治理费用最优为目标函数，以控制断面水质目标、受纳水体总量控制目标和分散式农村污水处理设施排放限值为约束条件，并给出了模型的求解方法。 (2)对常熟市分散式污水处理装置进行了调研，结果显示，已建的311套分散式污水处理装置中，处于运行状态的设施有241套，占设施总量的77％。其中，有84％的处理设施出水COD能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，而出水NH3-N达到一级B标准的污水处理设施只有45％;出水COD达到二级标准的污水处理设施有97％，出水NH3-N达到二级标准的污水处理设施有98％。 (3)基于调研的基础数据，通过SPSS软件回归拟合出常熟市主要采用的MBR工艺、SBR工艺、净化槽工艺和生物滤池+人工湿地工艺4种分散式污水处理工艺的建设和运行处理费用的费用函数。 (4)将分散式污水处理模式优化模型应用到常熟市典型河道山前河的农村污水处理规划中，提出了山前河区域分散式污水处理最优模式，确定各个设施的污水排放限值、工艺选择和区域污水治理费用。