在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)的當(dāng)下，農(nóng)村污水治理成為優(yōu)化人居環(huán)境、重構(gòu)生態(tài)空間的關(guān)鍵難題。農(nóng)村人口密度低、房屋分散，建設(shè)統(tǒng)一管網(wǎng)集中處理污水成本高昂。加之城鎮(zhèn)化率突破65%，農(nóng)村空心化加劇，污水治理缺位問(wèn)題愈發(fā)凸顯。如何低成本、高效處理分散污水，成為環(huán)境專(zhuān)家亟待攻克的重點(diǎn)課題。
近日，浙江農(nóng)林大學(xué)傳來(lái)喜訊，一項(xiàng)旨在守護(hù)農(nóng)村碧水的創(chuàng)新成果誕生。由該校滕曉文、劉震宇等學(xué)生團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)研發(fā)的“基于炭菌耦合與智能調(diào)控的污水資源化處理設(shè)備”，憑借“炭菌耦合生物治理+智能水質(zhì)調(diào)控”雙輪驅(qū)動(dòng)體系，為分散式農(nóng)村污水處理提供了有效方案，目前已獲專(zhuān)利授權(quán)，為生態(tài)環(huán)保與鄉(xiāng)村振興注入綠色動(dòng)力。
該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的污水處理裝置，通過(guò)集成式技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建“分散式處理—資源化回用—智能化調(diào)控”三位協(xié)同治理體系，打破傳統(tǒng)污水治理技術(shù)壁壘。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，此設(shè)備融合生物炭膠連定殖菌群技術(shù)和智能調(diào)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)生物炭吸附效率低、處理效果不穩(wěn)定的問(wèn)題。通過(guò)生物炭吸附與微生物降解結(jié)合，形成“吸附-降解-再生”動(dòng)態(tài)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水高效凈化，回收氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其毫米級(jí)至納米級(jí)孔徑層疊調(diào)控、表面功能化改性及智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整處理參數(shù)，確保處理效率穩(wěn)定在85%以上。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人滕曉文介紹，該技術(shù)攻克三大難題：一是研發(fā)炭菌耦合梯度凈化技術(shù)，采用三級(jí)梯度生物炭板，通過(guò)膠連定殖技術(shù)固定枯草芽孢桿菌，功能菌存活率提高20%，抗沖擊負(fù)荷能力提升2.3倍；二是建立智能調(diào)控水質(zhì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，新型水質(zhì)分級(jí)模型準(zhǔn)確率達(dá)90.2%，構(gòu)建數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間縮短至15分鐘，較傳統(tǒng)技術(shù)提升40%；三是建成模塊化自動(dòng)運(yùn)維體系，創(chuàng)新滑軌-雙軸電機(jī)-電動(dòng)吸盤(pán)協(xié)同控制系統(tǒng)，2分鐘內(nèi)完成炭板更換/翻轉(zhuǎn)，配合模塊化單元組合設(shè)計(jì)，降低建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本30%-40%。
“我們?cè)谘邪l(fā)中發(fā)現(xiàn)“炭菌協(xié)同”機(jī)制能大幅提升污染物降解效率，加入智能調(diào)控系統(tǒng)后，設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)處理過(guò)程的動(dòng)態(tài)感知與精準(zhǔn)控制，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和資源化利用效率?！表?xiàng)目組成員楊紫清表示，這一項(xiàng)目凝聚團(tuán)隊(duì)跨學(xué)科合作的智慧，期待技術(shù)盡快落地，為污水處理帶來(lái)綠色智能新方案。
“這一創(chuàng)新技術(shù)的成功應(yīng)用，顯著提升了污水資源化水平，具有高效、低碳、低成本優(yōu)勢(shì)，適用于農(nóng)村、小型社區(qū)、旅游景區(qū)等分散污水排放區(qū)域，對(duì)緩解水資源短缺意義重大。”指導(dǎo)教師柳丹教授稱(chēng)，此體系推動(dòng)農(nóng)村污水治理向生態(tài)循環(huán)治理轉(zhuǎn)型，為化解農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理空間異質(zhì)性難題、實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益提升，提供創(chuàng)新技術(shù)方案，兼具實(shí)踐應(yīng)用與戰(zhàn)略推進(jìn)價(jià)值，有力助推鄉(xiāng)村振興。
有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，隨著環(huán)保政策推進(jìn)和市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，該污水處理設(shè)備在未來(lái)污水處理領(lǐng)域前景廣闊、潛力巨大。這一成果為污水處理領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng)新契機(jī)，為我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理與可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐，夯實(shí)鄉(xiāng)村振興的綠色根基。
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