我國水資源短缺，隨著新農村建設的發展，城鎮化水平逐年提高，小城鎮周邊人口快速增長，導致水污染現象日益嚴重。小城鎮污水污染程度較大，污染點較集中，主要污染物包括COD、BOD、SS、TN、TP和NH3-N 等。小城鎮綜合污水氮磷含量較高，未經處理或經處理后未達標準就直接排放到江河湖泊，勢必會導致水體的富營養化，不僅對其中動植物的生存造成影響，甚至會威脅河湖生態系統的穩定性。
導致小城鎮水環境污染的主要原因可以概括為：工業企業排放的污水造成環境污染，居民生活污水和廢棄物的污染，農業、林業面源污染。
目前，吸附- 生物降解（AB）法、氧化溝法、A/O 工藝、A2/O 工藝、循環式活性污泥法（CAST）工藝、序批式活性污泥法（SBR）法在我國城市污水 處理廠中均得到應用。污水處理工藝已從過去只注重有機物的去處發展為需要具有較好的除磷脫氮功能[4]。選擇一種經濟、高效、節能、操作管理方便的污水處理工藝，對解決新農村及小城鎮快速建設過程中出現的水污染問題有著很大的現實意義。
渾河上游某支流河是英額河的主要支流之一，全長40km，沿途水質大多良好，唯有某鎮的排污口對河流環境影響嚴重。該鎮隨著建設的發展，周邊人口逐年增長，交通便利。但該鎮沒有污水處理設施，城鎮污水隨著管道直接排河，對整個河道造成嚴重污染。
1 污染及設計水質
1.1 污染概況
根據2010 年監測數據，該支流河水質（市控監測斷面）COD 為186 mg/L。NH3-N 的質量濃度為15.8 mg/L。污染狀況較為嚴重，為劣V 類水體。根據現場調查，污染主要來自灣甸子鎮綜合生活污水，污水量為500 t/d。
1.2 設計水質
按照工廠企業污染源的廢水需經點處理達到CJ3082－1999 和DB 21/1627－2008 后再進入市政污水管網系統的原則，設計了污水處理設施的進水水質見表1。
根據DB 21/1627－2008，項目污水處理設施出水執行GB 18918－2002 的一級B 指標。
2 工藝及設備
2.1 處理工藝的選擇
2.1.1預處理
預處理是在一級處理之前去除污水中的大尺寸漂浮物、懸浮物和無機沙礫等，以減少后續處理構筑物的符合。工程污水水質為典型的小城鎮生活污水水質，預處理系統擬采用格柵和沉砂、集水裝置，以便與后續處理構筑物相銜接。
2.1.2二級處理
根據國內小型污水處理裝置的普及情況及各工藝特點的分析，工程選用一改良A2/O 工藝為基礎的生活污水處理一體化裝置處理該流域污水。
工藝流程：生活污水經格柵進入沉集水裝置，用泵提升進入A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器，該工藝能有效提高有機物脫氮除磷能力，污泥減量可以達到50%以上；利用前置污泥減量的（Mire-Decrement）原理，長污泥齡污泥減量機制，泥齡可達60 d，提高了微生物的內源代謝作用，利用高含量活性污泥技術達到污泥減量，使污水中COD、BOD5含量大大降低。反應器出水經清水消毒裝置消毒后達標排放。
其中，A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器流程見圖1。
2.2 主要建構筑物及設備
2.2.1污泥池
污泥池1 座，容積16 m3，內置1 臺污泥回流泵。單泵體積流量10 m3/h，揚程10 m，電機功率1.1 kW。
2.2.2 A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器
生化池建設2 座，生化池單座設計質量流量為250 t/d。內含二沉池和污泥泵。
單池設計參數：反應池有效容積100m3，長10m、寬3.5 m，有效池深3.5 m，超高0.5 m。
設計運行參數：污水溫度10℃，pH 為7.0；BOD5污泥負荷為0.088 kg/(kg·d)，MLSS 的質量濃度為3.5g/L，反應污泥齡14 d；總停留時間14.5 h，厭氧段、缺氧段、好氧段停留時間分別為1.5、3.0、10 h；氣水體積比7:1，污泥回流體積比為70%～100%，混合液回流體積比為120%～200%。
內置3 臺污泥泵，單泵體積流量7m3/h，揚程10m，電機功率0.75 kW。
2.2.3接觸池
消毒接觸池1 座，接納上一級生化沉淀裝置出水，當有回用水要求時兼有回用調節水池的作用。池有效容積為18 m3，池體為地下矩形鋼筋混凝土結構，單格尺寸4.0 m×1.5 m，池深3.5 m。
內置2 臺清水泵，單泵體積流量20 m3/h，揚程9m，電機功率1.5 kW。
2.2.4鼓風機房
鼓風機房1 座，和控制室合建。鼓風機房的面積22.9 m2，安裝1 座集齊罐和3 臺羅茨風機。風機體積流量1.77 m3/min，電機功率3.0 kW。
3 運行情況
3.1 污水處理效果
該工程投入運行以來，污水處理效果穩定，各污染物處理效果見表2。
由表2 可以看出，采用以改良A2/O 工藝為原理的A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器處理小城鎮生活污水處理效果較好，對各污染物都具有較高的去除率，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的去除率分別達到88.4%、86.9%、93.3%、82.9%、63.6%和75%，出水水質均達到GB 18918－2002 的一級B 要求，可以在實際中應用。
3.2 技術特點與優勢
以改良A2/O 工藝為基礎的A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器綜合了A2/O 工藝和改良UCT工藝的優點，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于傳統A2/O 工藝。
為了克服傳統A2/O 工藝回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區的不利影響，在厭氧池之前增設厭氧、缺氧調節池，來自二沉池的回流污泥和體積分數10%左右的進水進入缺氧池，停留時間為20～30 min，微生物利用約10%進水中的有機物去除回流污泥中的NO3--N，消除NO3--N 對厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩定性。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器的工藝特點：
(1)出水水質高，針對高效生物脫氮除磷，節省化學藥劑；
(2)管理方便，抗沖擊負荷能力強，運行穩定；
(3)污泥肥高效，剩余污泥磷的質量分數3%～5%，可用作污泥堆肥。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器雖然解決了傳統A2/O 工藝中厭氧段回流污泥中硝酸鹽對放磷的影響，但增加厭氧、缺氧調節池，占地面積及土建費用需相應增加。
3.3 技術經濟指標
該工程占地面積1 000 m2，勞動定員4 人。污水處理能力500 t/d。
總投資203.42 萬元，其中工程費用147.25 萬元，設備部分投資15 萬元，鋪底流動資金0.98 萬元。
外購原材料、燃料及動力費均按年消耗量計算，每人年工資18 000 元，修理費按建設投資的0.5%計算，其他費用按原材料、燃料及動力、職工薪酬、修理費、折舊費用和攤銷費用之和的5%。項目處理成本為1.18 元/t，投資回收期12.5 a。
項目的投資回收期及各項財務指標均符合要求。建設該項目不僅改善了水污染現狀，從財務角度也是可行的。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。
4 結論
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器處理生活污水具有較好的處理效果，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的去除率分別達到88.4%、86.9%、93.3%、82.9%、63.6%和75%以上，出水達到GB18918－2002 一級B 要求。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器工藝流程簡單、操作管理方便、環境友好、運行費用低，每噸水處理費用僅為1.18 元，可以在污水處理領域廣泛應用。
