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　　污水收集設(shè)施。

　　農(nóng)村污染特別是水污染治理迫在眉睫。但是，由于我國(guó)農(nóng)村人口分布廣而且分散，城市的大規(guī)模管網(wǎng)建設(shè)、集中處理并不適合農(nóng)村地區(qū)；同時(shí)，農(nóng)民經(jīng)濟(jì)承受能力較差、技術(shù)管理水平較低，因此，操作難度大、投資和運(yùn)行成本高的污水處理技術(shù)也難以推廣。最近，“智能分散式生活污水處理裝置”在江蘇省常州市農(nóng)村地區(qū)試點(diǎn)取得成功并通過(guò)地方技術(shù)鑒定，可望為農(nóng)村污水治理提供新的技術(shù)和思路。

　　幾排整齊的小樓房附近，一圈白色的矮柵欄圍著一座藍(lán)色的小房子，小房子背面緊挨著一個(gè)1米多高的水泥池，汩汩的清水從水泥池底部的水管流出，注入水塘。

　　這是記者最近在江蘇省常州市新北區(qū)羅溪鎮(zhèn)鴉鵲村看到的生活污水處理試點(diǎn)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目采用了常州浩瀚新材料科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱浩瀚科技)研發(fā)的“智能分散式生活污水處理裝置”，將高效生物膜反應(yīng)(生物原電池)技術(shù)與高能粒子直接氧化技術(shù)相結(jié)合，利用高能粒子束轟擊水溶液產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化性物質(zhì)對(duì)水體中的有機(jī)污染物進(jìn)行預(yù)氧化，對(duì)水體中的細(xì)菌、病毒進(jìn)行殺滅。

　　項(xiàng)目工程于2010年4月開(kāi)工，2010年7月30日竣工，日前由常州市環(huán)保局主持召開(kāi)了“智能分散式生活污水處理裝置”技術(shù)鑒定會(huì)。技術(shù)鑒定專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士蔡道基認(rèn)為，“智能分散式生活污水處理裝置”從材料學(xué)切入，利用高分子材料合成技術(shù)對(duì)生物載體進(jìn)行改性，獲得巨大比表面積，設(shè)備體積小、處理時(shí)間短，處理能力高、成本低廉，在環(huán)境治理領(lǐng)域是個(gè)全新的發(fā)展方向。

　　從材料科學(xué)入手，創(chuàng)新工藝打破傳統(tǒng)路線

　　“智能分散式生活污水處理裝置”技術(shù)與傳統(tǒng)的生化法處理工藝有何不同？專家介紹說(shuō)，“智能分散式生活污水處理裝置”是基于農(nóng)村基層實(shí)際情況而研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)裝置，具有智能化管理、運(yùn)行成本低、免維護(hù)等特點(diǎn)，從工藝路線上看，完全不同于傳統(tǒng)污水處理技術(shù)。

　　技術(shù)研發(fā)總體設(shè)計(jì)師、常州大學(xué)客座教授張毅向記者介紹說(shuō)，這一創(chuàng)新技術(shù)包括三級(jí)處理系統(tǒng)和沉淀物處置系統(tǒng)。

　　一級(jí)預(yù)氧化系統(tǒng)內(nèi)安裝了高能粒子直接氧化反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，利用高能粒子束轟擊水溶液，使水分子發(fā)生電離。水體中的氯離子在電離作用下生成了次氯酸，這些氧化反應(yīng)能力極強(qiáng)的物質(zhì)對(duì)水體中的污染物進(jìn)行無(wú)選擇的強(qiáng)氧化反應(yīng)和強(qiáng)氧化還原反應(yīng)，使脂肪蛋白質(zhì)等長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)得以斷鏈，為生物降解提供良好的條件。

　　二級(jí)高效生物膜反應(yīng)系統(tǒng)是裝置的核心部分。反應(yīng)器內(nèi)裝填的生物載體比表面積是傳統(tǒng)的生物接觸氧化載體比表面積的幾十倍甚至更高，因此，在巨大比表面積上“著床”的微生物個(gè)數(shù)也相應(yīng)提高，使生物量和水體接觸面積增加，提高了生物降解處理能力，縮短了處理時(shí)間，使處理效果大大增強(qiáng)。微生物著床的載體上還螯合了鐵離子，形成了“生物原電池”。即微生物在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生了氫氣和甲酸，對(duì)原電池提供燃料，形成鐵內(nèi)電解原理，對(duì)污染物進(jìn)行微電解氧化，達(dá)到輔助生物氧化降解、水質(zhì)凈化與污泥處理的目的。

　　三級(jí)深度殺菌系統(tǒng)利用高能粒子直接氧化反應(yīng)器對(duì)水體中的病毒、細(xì)菌、病原體進(jìn)行強(qiáng)氧化斷裂分子鏈，并得到分解，從而杜絕傳染性病毒、病原體隨水體流動(dòng)而擴(kuò)散傳播。

　　生物膜反應(yīng)器內(nèi)所培養(yǎng)生長(zhǎng)的聚磷菌可以使水體中的磷顆粒得以團(tuán)聚，并隨剝落的老化微生物沉積在反應(yīng)器的污泥收集斗。磷在羥基化作用下和水體中的鈣、鎂、鐵、鋁等物質(zhì)絡(luò)合生成磷酸鹽類物質(zhì)，最終可做磷肥，用于植物施肥。

　　張毅介紹說(shuō)，“智能化分散式生活污水處理裝置”從材料學(xué)切入，以比表面積較大的中孔纖維為載體，表面聚合二氧化鈦納米層和鐵攙雜稀土合金材料，獲得巨大比表面積，為微生物的著床提供足夠空間，縮短水停留時(shí)間，使系統(tǒng)設(shè)備體積變得更小，處理能力成倍提高。原位電池的接枝使水體中的長(zhǎng)鏈分子得以斷鏈，為生物處理提供條件，保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。

　　鑒定專家組成員、國(guó)家海洋局東海分局科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員仵彥卿教授認(rèn)為，這一裝置從材料學(xué)介入環(huán)境治理，以不同的視線、全新的理念打破常規(guī)技術(shù)路線，為水環(huán)境治理開(kāi)辟了新的研究方向和示范作用。

　　占地面積小，出水水質(zhì)好

　　雅鵲村示范工程規(guī)劃將生活污水處理分南、中、北3個(gè)區(qū)，其中南區(qū)規(guī)劃50戶，現(xiàn)每天排放生活污水量約30噸；中區(qū)規(guī)劃50戶，現(xiàn)每天排放生活污水量約25噸；北區(qū)規(guī)劃100戶，現(xiàn)每天排放生活污水量約40噸。3個(gè)區(qū)總處理水量95噸，其中每個(gè)區(qū)項(xiàng)目占地面積均約48平方米，設(shè)施主要包括調(diào)節(jié)池、智能化生活污水處理系統(tǒng)、簡(jiǎn)易房等。其中，調(diào)節(jié)池24立方米，為鋼砼結(jié)構(gòu)；智能化生活污水處理系統(tǒng)是鋼結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)易房用夾心彩鋼板材料搭建。

　　據(jù)介紹，村里的污水由管網(wǎng)從各家的化糞池出口收集匯集到調(diào)節(jié)池內(nèi)，經(jīng)過(guò)潛污泵加壓進(jìn)入預(yù)氧化系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)氧化處理，經(jīng)過(guò)預(yù)氧化處理后的水體在重力下進(jìn)入膜生物反應(yīng)系統(tǒng)(生物原電池)進(jìn)行生物降解和微電解氧化降解，然后水體進(jìn)入深度處理系統(tǒng)進(jìn)行殺菌消毒過(guò)濾，最后排出系統(tǒng)。沉積在膜生物反應(yīng)器底部污泥收集斗內(nèi)的活性污泥，按污泥回流比部分被回流進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，剩余的污泥被定時(shí)排放進(jìn)污泥濃縮池內(nèi)進(jìn)行污泥深度氧化處理。

　　記者在南區(qū)30立方米/天的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)看到，從“藍(lán)房子”下部管道排出的水體潔凈透明，接收這些水的水泥池塘也較為清澈，雖然沒(méi)有覆蓋設(shè)施，周邊并無(wú)異味。據(jù)此不遠(yuǎn)的常州市新北區(qū)西夏墅鎮(zhèn)水塔口村也有類似的項(xiàng)目，項(xiàng)目設(shè)計(jì)最大處理能力120立方米/天，總用地面積約238平方米。

　　此技術(shù)的關(guān)鍵在于將好氧生物處理與厭氧生物處理、生物技術(shù)與微電解技術(shù)、污泥處理與水質(zhì)凈化糅合于一體，并且糅合的緊湊、合理。鑒定專家組成員、國(guó)家生態(tài)學(xué)會(huì)微生物生態(tài)專業(yè)委員會(huì)副主任徐亞同這樣認(rèn)為，這一技術(shù)對(duì)于土地相對(duì)緊張及廢水收集困難的中小城鎮(zhèn)污水處理，更具有現(xiàn)實(shí)意義和推廣價(jià)值；同時(shí)，為污染源連片綜合治理提供了思路和方向。

　　張毅介紹說(shuō)，“智能化分散式生活污水處理裝置”可掩埋地下也可建造在地面。當(dāng)建立在地面時(shí)，可直接安裝于調(diào)節(jié)池上方，占地面積僅為當(dāng)前流行的一般治理方法接觸氧化法的20％。

　　張毅告訴記者，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，出水的CODcr、BOD5、懸浮物(SS)色度、糞大腸菌群等指標(biāo)均達(dá)到GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，TN、NH3－N、TP達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

　　鑒定專家組成員、浙江大學(xué)環(huán)境科學(xué)院副院長(zhǎng)陳英旭教授表示，這一技術(shù)結(jié)合生態(tài)島或植物根系處理技術(shù)，對(duì)改善太湖流域的水質(zhì)將起到積極作用，具有極高的推廣價(jià)值和社會(huì)效益。

　　全自動(dòng)運(yùn)行，管理簡(jiǎn)便，投資及運(yùn)行費(fèi)用少

　　用于農(nóng)村的分散式污水處理技術(shù)并不鮮見(jiàn)，但很多難以廣泛推廣，主要原因在于運(yùn)行管理復(fù)雜，投資、運(yùn)行成本高。

　　而“智能化分散式生活污水處理裝置”的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化智能管理。即生物膜反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由在線溶氧儀溶解氧讀數(shù)傳輸進(jìn)入自動(dòng)化控制器(PLC)來(lái)控制調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)膜生物反應(yīng)器內(nèi)水體中溶解氧濃度低于設(shè)定值時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)調(diào)整調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，直到溶解氧濃度達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。此外，調(diào)節(jié)池提升泵、生物膜反應(yīng)器底部的收集泥斗，也由液位儀、壓力傳感器智能控制，正常運(yùn)行后，不需專人進(jìn)行看管和操作，只需定期檢查運(yùn)行是否正常。

　　據(jù)了解，上述鴉鵲村和水塔口村兩個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目均由當(dāng)?shù)卣顿Y，由浩瀚科技負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建設(shè)，在新北區(qū)城建和環(huán)保兩個(gè)部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后，移交給當(dāng)?shù)卮逦瘯?huì)運(yùn)行管理。浩瀚科技向村委會(huì)提供詳細(xì)完整的系統(tǒng)用戶手冊(cè)、技術(shù)說(shuō)明，提供技術(shù)支持，并定期對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤，包括進(jìn)出水質(zhì)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)電器維護(hù)、故障排除、易損件更換等。

　　清華大學(xué)信息學(xué)院副院長(zhǎng)、國(guó)家“863”先進(jìn)制造與自動(dòng)化控制專家委員會(huì)副主任賈培發(fā)教授在評(píng)審時(shí)指出，在線監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制的完善，突顯這一技術(shù)的高端性和實(shí)用性，將會(huì)引導(dǎo)環(huán)保產(chǎn)業(yè)向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

　　此外，由于使用這一技術(shù)的處理過(guò)程中無(wú)化學(xué)品消耗，所以項(xiàng)目投資和運(yùn)行成本較低。

　　“雅鵲村示范工程3個(gè)區(qū)域的平均運(yùn)行費(fèi)用小于0.2元/立方米。西夏墅鎮(zhèn)水塔口村的項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理能力120立方米/天，現(xiàn)在以30％的低負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)行成本0.4元/立方米”。說(shuō)起成本，張毅掰著指頭給記者算起了賬?！耙曾f鵲村設(shè)計(jì)最大處理能力50立方米/天的項(xiàng)目為例，投資16.8萬(wàn)元，噸水投資費(fèi)用3360元/立方米。技術(shù)裝置總裝機(jī)容量0.42千瓦，其中，潛水泵0.1千瓦，調(diào)速電機(jī)0.12千瓦，高能粒子發(fā)生器0.2千瓦，技術(shù)裝置現(xiàn)實(shí)際處理水量40立方米/天(平均值)；總耗電量5千瓦/天(以每天平均運(yùn)行12小時(shí)左右計(jì)算)，折合人民幣(按0.8元/度計(jì)算)4元/天。平均運(yùn)行費(fèi)用0.1元/立方米?！?/P>

　　張毅介紹說(shuō)，西夏墅鎮(zhèn)水塔口村的項(xiàng)目由于規(guī)模較大，噸水投資費(fèi)用更低，約為2900元/立方米，總投資35萬(wàn)元；滿負(fù)荷運(yùn)行后的運(yùn)行成本將從目前的0.4元/立方米降到0.1元/立方米甚至更低。

　　專家組成員、國(guó)家水專項(xiàng)項(xiàng)目評(píng)審專家委員會(huì)成員、原太湖流域水資源管理局副局長(zhǎng)陳荷生教授在對(duì)項(xiàng)目的實(shí)地調(diào)研中指出，創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于處理裝置的實(shí)用化和工藝結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。他說(shuō)，“智能分散式生活污水處理裝置”，和國(guó)家“十二五”提出的農(nóng)村污水治理連片整治的精神相吻合，為有效治理農(nóng)村污染源提供了新思路。