“你看，這些空心菜長的很茂盛，收獲時就像割韭菜一樣，效益非常不錯！”東南大學能源與環(huán)境學院副院長呂錫武教授對中國水網記者說。
　　呂教授還是東南大學環(huán)境工程研究所的所長，他們在研究鄉(xiāng)村生活污水處理方法中做出了長達多年的試驗和嘗試。

城市污水工藝不合適鄉(xiāng)村污水處理

　　呂錫武說城市污水除磷脫氮工藝不適合鄉(xiāng)村小型污水處理廠，而適用于鄉(xiāng)村的小型污水除磷脫氮技術在國內外仍處于探索階段。
　　歐洲和北美有20~30%的人口利用小型污水處理系,日本、澳大利亞等國家開發(fā)出一系列小型污水處理基礎設施，如土地處理凈化槽、膜-生物反應器凈化槽、“FILTER”技術，但都不同程度的存在處理成本高，應用范圍有限等缺點。這些技術不是非常合適鄉(xiāng)村生活污水的處理。
　　2005年的數據表明我國主要水系、湖泊和海域污染嚴重。七大水系Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為32％和27％, 即Ⅳ類以上的水質達到59％，氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和石油類超標嚴重；主要湖泊總氮、總磷嚴重超標，富營養(yǎng)化問題依然突出，“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質均為劣Ⅴ類；近岸海域局部地區(qū)污染加重，污染物主要為磷酸鹽、無機氮和石油類，赤潮現象頻繁發(fā)生，赤潮發(fā)生面積達到27000多平方公里。
　　這一系列的問題導致了我國的水危機事件此起彼伏。這些事情都發(fā)生在大城市附近，但是眾多河流的污染更加影響到了農民的生活。另外，隨著生活水平的提高，農村生活污水的排放也越來越多。但是我國污水處理事業(yè)的重心一直在城市污水的處理上，對于小型生活污水處理的技術儲備并沒有作好充分的準備。
　　農村生活污水為水體面污染源的主要組成部分。建設適合鄉(xiāng)村特點的小型污水處理設施,就地處理分散型點源生活污水治理是必然選擇。
　　典型城市污水生物除磷脫氮工藝采用A²/O工藝流程。通過一系列的定期排泥，污泥加藥，機械脫水等過程，把剩余污泥排放處理，保證除磷效果。這種工藝不僅需要高昂的投資和運行費用，還需要專業(yè)的管理人員。對農民來講都是很困難的事情。
　　另外，生態(tài)工程技術的共同缺點在于占地面積大，處理效果不穩(wěn)定，城市污水處理廠的經驗和單一的生態(tài)工程技術都無法解決農村小型生活污水處理的難題。

生物方法與生態(tài)工程有機結合的除磷脫氮

　　通過分析城市污水處理和鄉(xiāng)村污水處理的不同之處，結合國際上的研究現狀，呂教授他們認為必須將生物方法與生態(tài)工程有機結合，才能既節(jié)省成本和運行費用，又能達到穩(wěn)定的除磷脫氮效果。
　　呂教授的團隊一致認為要摸索出合適鄉(xiāng)村小型污水處理的實用技術，工作人員要考慮四個方面的問題，即研究的四個指導思想。首先是資金問題，初期投資及運行管理費用較低；其次就是操作及運行管理簡單，因為農村的條件有限，只有簡單的操作和管理才合適農民使用；再次就是低能耗，高效率，氮磷資源化，還有就是處理過程產生可觀的經濟回報。
　　根據這種指導思想，他們采用厭氧+跌水充氧接觸氧化+人工濕地生物生態(tài)組合型的處理技術。生物部分不設計脫氮除磷功能，主要依靠生態(tài)單元去除氮磷，使其作為水生蔬菜的營養(yǎng)物質被利用。在去除有機物方面，通過厭氧和跌水曝氣生物接觸氧化的方法來降解，能夠產生沼氣。
　　呂教授向中國水網記者介紹，這樣的收益遠遠超過普通農民的收益。試驗基地夏季種植空心菜，冬天種植水芹菜?！爱敃r夏天的空心菜都賣一塊錢，后來太多時就便宜賣，5毛錢。這樣也是很賺錢。”
　　他還介紹說工藝流程簡單，不需要污泥回流，而全程僅需一臺水泵，能耗很低；管理簡單，不需定期排泥，一臺水泵；沼氣可作為能源，水生蔬菜產生經回報。這些都達到了他們最初的設想。
　　采用跌水方式充氧，能夠滿足接觸氧化池內微生物降解污染物的需氧量，節(jié)省了曝氣能耗，且系統維護簡便，在農村污水處理方面是一種創(chuàng)新性的研究。在跌水充氧接觸氧化池中，合理的跌水高度為0.5m，增加跌水高度充氧效果沒有明顯提高；豎縫型跌水擋板能使水均勻分布且能達到較好的充氧效果，縫間距5cm時跌水前后的DO差值達到2.4mg/L。
　　在試驗水質條件下，COD、TP、TN的平均去除效率可達80％以上、73.5％、83.19％，出水平均濃度為37.88mg/L、0.36mg/L、5.28mg/L，均能達到或優(yōu)于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放的一級A類標準（GB18918-2002）。
　　在費用方面，無論是設施建設還是運行都合適農村。該工藝中，每噸設施建設費不高于1200元，運行費用在0.1元以下。
　　此外，多級跌水充氧接觸氧化處理技術的開發(fā)，在接觸氧化技術的供氧方式和簡化運行技術上開辟了新的思路。高效除磷脫氮的水生植物品種篩選和換茬技術研究富有創(chuàng)新性。

尚需進一步研究的內容

　　整個工藝流程的各個階段分工明確：厭氧段有效降低有機物濃度，好氧段保證有機物的高效去除率，厭氧好氧生物處理階段不除氮磷；濕地生態(tài)系統利用水中氮磷高效產出水生蔬菜，構建污染凈化性農業(yè)。生物生態(tài)組合工藝在處理污水的同時，還產生可觀的經濟效益，為社會主義新農村建設提供一個新型生活污水生物生態(tài)處理方法。
　　流程簡單，投資省，運行費用小，不需要專業(yè)管理人員，與農村特點緊密結合，適合在廣大農村推廣。
　　呂教授對中國水網記者說，雖然他們在該項目上取得了很大的成就，但是為了進一步的提高效益，他們還有更進一步的工作在努力。主要表現在篩選出高效除磷脫氮具有經濟價值的水生植物（水生花卉和水生蔬菜）；獲得完整的跌水充氧接觸氧化技術的設計及運行參數，建立跌水充氧接觸氧化工藝的氧平衡數學模型與污染物降解模型；
　　他希望能探索出跌水充氧接觸氧化技術與水生蔬菜型人工濕地組合應用處理鄉(xiāng)村生活污水的運行模式和成套技術，將來能夠推廣該技術，為了更多的農村生活污水的處理提供更有用的方法。
（中國水網 杜會嬌）

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