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农村生活污水是指在农村居民的生活过程中产生的污水，主要包括冲厕污水、厨房污水以及洗涤、洗浴污水，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。研究表明，生活污水的污染物主要是有机物、氮和磷。其中，厨房污水和冲厕污水是有机物的主要来源，冲厕污水是氮的主要来源，洗涤、洗浴污水是磷的主要来源。

　　1.2 农村生活污水的特征

　　1.2.1 水量特征。

　　农村生活污水的排放水量变化大，排放不均匀。一般来讲，农村之中生活污水排放量有早上、中午、晚上3个高峰期，而午夜到凌晨污水产生量很少甚至出现断流现象。

　　1.2.2 水质特征。

　　农村生活污水的水质与居民的生活习惯和当地风俗息息相关，生化需氧量(BOD)、氮和磷的含量变化范围比较广，但农村生活污水水质不是很差，可生化性好，几乎不含有有毒有害的有机污染物和重金属离子。

　　2、移动床生物膜反应器(MBBR)-离子交换除磷工艺选择分析

　　2.1 工艺选择原则

　　由于我国农村经济相比城市欠发达，很难配备的污水处理、运行管理人员，不能将过于复杂的城镇生活污水处理工艺照搬至农村。考虑到农村人口居住特点以及生活污水的特征，选择农村污水处理工艺技术时，应考虑以下基本原则:

　　①自动化程度高，运行和后期维护管理简单。

　　②抗冲击负荷能力强，处理后的污水能达标排放。

　　③尽量减少污泥产量或者基本无污泥产生。

　　④优先考虑“适度集中处理”的模式，降低建设和运行费用。

　　2.2 MBBR处理农村生活污水的优势及缺点分析

　　2.2.1 工艺优势分析。

　　相对于A2/O和膜生物反应器(MBR)工艺，MBBR操作运行简单，无需调试复杂的工艺参数，后期的运行维护方便。

　　MBBR高性能填料上富集了大量的活性微生物，增加了活性污泥的量，抗负荷能力提升，污水处理能力增强，短时间内无进水，其内部的生态环境也能使活性微生物保持在休眠状态，并且一旦重新进水，活性的恢复速度远快于普通悬浮状态的微生物，适合农村生活污水水量变化大、排放不均匀的特征。

　　在农村生活污水处理工艺中，MBBR是一种微动力、低能耗工艺。在曝气的过程中，高性能填料之间的相互摩擦及剪切作用，可使气泡变得更小，增加氧气的利用率，提高曝气效率，降低曝气能耗。另一方面，在日处理量不大的农村生活污水处理过程中，MBBR工艺的曝气风机完全可以采用风量大、低耗能、噪音小的电磁鼓风机，大程度地降低能耗及对周边环境的干扰。

　　MBBR工艺的特点可以使其在高容积负荷、低污泥负荷下运行，工艺过程中剩余污泥产量低或长时间内可做到基本无剩余污泥的外排。大大减少了污泥的产量，适合农村的基本情况，并且降低了污泥处理费用。

　　2.2.2 工艺劣势分析。

　　MBBR工艺用于农村生活污水的处理，与A2/O和MBR相比，目前唯一的劣势在于无法有效地保证磷元素的去除，尤其是在进水磷含量高，出水磷含量低的情况下。由于生物法中磷元素的去除依托于剩余污泥的外排，而为了实现污泥减量化来适应农村的基本情况，MBBR工艺基本不排泥或者很长时间才排放一次从高性能填料中脱落的失活污泥，这就使得磷元素的去除成为MBBR工艺的一个劣势所在。

　1.1 升流式厌氧污泥层反应器(UASB)

　　UASB生物反应器取消了污泥回流和搅拌，能耗低，在生活污水温度低至10℃左右时，UASB厌氧生物反应器采用的水力停留时间在16小时左右，适用于处理COD有机物污泥浓度范围在2~10kg/(kg•d)的生活污水，生活污水COD有机物去除率可达到49%~89%;低温条件下UASB产期效率较低，反应器内的混合限制较大，需设置搅拌器或者气体回流。

　　1.2 膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器

　　结合了厌氧流化床和升流式厌氧污泥反应器两种技术优点的EGSB反应器通过膨胀颗粒污泥创调高微厌氧生物的反应效率，适用于低浓度生活污水的低温处理。研究发现，生活污水的温度低至11℃时，适当增长生活污水的停留时间，可以提高反应器的有机物去除率，当水力停留时间达到5~7小时时，COD有机物去除率可达到75%。

　　1.3 厌氧折流板(ABR)反应器

　　厌氧折流板反应器的低温生活污水处理效果比较稳定，容积利用率较高，不易发生堵塞和污泥膨胀，污泥流失率低。通常厌氧折流板反应器的水力停留时间在10个小时左右，适当降低反应器的进水浓度和进水流量，增长反应器的接触反应，有助于提高反应的处理效果。

　　2、现阶段生活污水厌氧生物处理的产物与资源化利用研究

　　厌氧处理出水的资源化利用。厌氧过程中，需要消耗的能量较少，并且能够实现循环利用，其在污水处理中的应用较为广泛，经常与其他污水处理技术和设备联合应用，在这个过程中，厌氧微生物处理是污水的一级处理。由于厌氧反应器对氮磷元素的处理过程通常于污泥层的吸附和拦截作用，污水中的氮磷元素得以保留，出水可用于农业灌溉，补充农作物生长所需，是适用于村镇的污水处理方法。

　　厌氧生物处理产沼气。现阶段，我国科学家积极开展厌氧生物处理产沼气的研究，关于温度对UASB反应器产甲烷效能的影响，已有的研究表明，当温度分别为15℃、20℃、25℃、35℃时，每除去一千克COD，标准状况下甲烷的产量分别为269L、256L、201L、169L。温度下降时，进水COD和可溶性COD的去除率均明显下降。

　　3、低温厌氧生物处理技术的原理

　　厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解生活污水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。

　　高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。

　　(1)水解阶段。

　　水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。

　　(2)发酵(或酸化)阶段。

　　发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为易挥发性脂肪酸为主的末端产物，这一过程也称为酸化。

　　(3)产乙酸阶段。

　　在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。

　　(4)甲烷阶段。

　　这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

　　4、生活污水低温厌氧生物处理技术的应用

　　厌氧生物膜工艺是低温厌氧生物处理技术的重要组成部分，本次试验以厌氧生物膜工艺在10℃左右的冬季对城镇生活污水处理的应用为例，分析生活污水中低温厌氧生物处理技术的应用。

　　4.1 实验流程与方法

　　采用的工艺流程如图1，微电解填料用2%稀HCl浸泡30min激活后，装入柱内。低温生活污水经H2SO4调节pH后，进入电解柱内，控制底部出水水流的速度来调节电解时间。微电解出水中加入生石灰使pH=8.0，进行混凝沉淀;用pH值大小控制生石灰的投加量，沉淀后的上清液进入厌氧膜生物反应器，厌氧膜生物反应器，主体采用全密封钢桶，容积为120L;膜分离单元采用侧压式微滤膜组件，采用液位控制的方式来保障反应器内稳定的液位高度，整套系统采用PLC系统进行控制。在系统的运行中，稳定厌氧膜生物反应器的进水pH=8.0，水力停留时间为24h，膜出水的通量为5L/m2•h，通过加热棒将温度控制在30℃;监测其COD、NH3-N等的变化情况。