近年來，中小型分散污染源成為環(huán)境整治的重點(diǎn)，治理方式以就地治理為主。但傳統(tǒng)治理方法普遍存在管理難、運(yùn)行成本高、維護(hù)難、可控性差、治理成效低、易造成二次污染等問題，導(dǎo)致整體社會環(huán)境效益較低。因此，迫切需要一種新型治理方法，突破瓶頸，解決問題。

　　1、氣動生態(tài)氧化溝

　　1.1 工藝原理

　　氣動生態(tài)氧化溝工藝遵循生態(tài)學(xué)的基本規(guī)律，強(qiáng)化生物多樣性，以建設(shè)水體微環(huán)境為中心，具有多元化水生生態(tài)微環(huán)境與強(qiáng)大的生物食物鏈。主要工藝原理為：

　　(1)氣動供氧原理：工藝核心為氣動氧化溝系統(tǒng)，在氣動循環(huán)供氧裝置配套下，僅用一臺低功率的風(fēng)機(jī)即可帶動整個(gè)水體回流循環(huán)并復(fù)氧，使水體中的污染因子與生物反應(yīng)器充分接觸，并且稀釋了原水，降低了水體中溶解氧的消耗，提高了緩沖能力與抗沖擊負(fù)荷，延時(shí)了曝氣效應(yīng)。在水生植物及水體微環(huán)境的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)下，水體生物鏈得到了全面發(fā)展，強(qiáng)大的水生生態(tài)食物鏈及高效的污染因子降解功能，使水體化學(xué)需氧量快速降低，從而實(shí)現(xiàn)了間歇供氧循環(huán)，大大降低了運(yùn)行成本。

　　(2)生物膜代謝原理：在氧源充足的條件下，微生物迅速繁殖，填料上的生物膜逐漸增厚，當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，生物膜內(nèi)層逐步開始繁殖兼氧—厭氧菌，并不斷擴(kuò)散，厭氧產(chǎn)生的代謝物(如CH4)逸出，使內(nèi)層生物膜脫落。在生物膜脫落的填料表面重新形成生物膜，周而復(fù)始，生生不息，從而形成以自然規(guī)律為基礎(chǔ)的生物反應(yīng)器構(gòu)件。

　　1.2 工藝流程

　　氣動生態(tài)氧化溝技術(shù)的工藝流程為：廢水來源→格柵井→厭氧池→生態(tài)池→達(dá)標(biāo)出水。該系統(tǒng)構(gòu)筑物相當(dāng)簡約，應(yīng)用至今已經(jīng)過三次以上的技術(shù)升級，抗沖擊能力強(qiáng)，地理?xiàng)l件許可，均設(shè)計(jì)為自流系統(tǒng)，節(jié)省調(diào)節(jié)池及節(jié)約提升耗能。具體流程如圖1。

　　生態(tài)池的第一渠為進(jìn)水渠，中間渠與第一渠均為循環(huán)渠實(shí)現(xiàn)延時(shí)曝氣與抗沖擊效應(yīng)，最后一渠為沉清渠，沉清后出水，其底泥部分被回流至循環(huán)渠中繼續(xù)發(fā)揮其應(yīng)有效應(yīng)，另一部分則定期回流至厭氧池;厭氧池內(nèi)布施有能夠承載高密度生物膜的生物載體，在物種豐富的生物污泥的補(bǔ)充下，厭氧效應(yīng)得到高效發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)高效分解與降解污染因子;在高效厭氧池的作用下，大大降低了后續(xù)治理負(fù)荷，同時(shí)在延時(shí)曝氣的生態(tài)池上的污染濃度得到快速稀釋與降解，極大降低了生態(tài)池的需氧量，實(shí)現(xiàn)了間歇工作的節(jié)能效應(yīng)，同時(shí)在食物鏈強(qiáng)盛的系統(tǒng)中形成各種共代謝功能，難降解的污染因子及有機(jī)污泥得到有效降解，污泥就地降解率高達(dá)90%以上。具體循環(huán)示意如圖2。

　　2、運(yùn)行效果

　　本文選取4個(gè)氣動生態(tài)氧化溝工藝處理的實(shí)踐案例進(jìn)行分析，分別為下洋鎮(zhèn)溪塔村、東平鎮(zhèn)文峰村、下洋鎮(zhèn)含春村、達(dá)埔鎮(zhèn)巖峰村的污水處理項(xiàng)目。

　　項(xiàng)目的工藝流程設(shè)計(jì)均為：污水→格柵井→厭氧池→生態(tài)池→出水。其中格柵井主要目的是過濾掉污水中的大塊物質(zhì)(如塑料袋等)。厭氧池主要功能為水解酸化。生態(tài)池主要功能是降解水中的污染物質(zhì)(4個(gè)案例項(xiàng)目均建設(shè)于工藝升級前，生態(tài)池最后的渠并非沉清渠設(shè)計(jì))。

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)：污水經(jīng)過水生態(tài)技術(shù)污水處理系統(tǒng)，出水主要水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)，主要水質(zhì)指標(biāo)見表1。

　　2.1 主要污染物去除率分析

　　經(jīng)永春縣環(huán)保局驗(yàn)收，4個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)出水質(zhì)及主要污染物的去除率等檢測數(shù)據(jù)見表2。

　　從表2可見，氣動生態(tài)氧化溝工藝對COD的去除率在85%～92%，BOD去除率也達(dá)到了98%～99%，氨氮去除率高達(dá)98%～100%，出水水質(zhì)優(yōu)于預(yù)計(jì)的目標(biāo)，由此可得該工藝對COD、BOD及氨氮均有良好的去除效果。該工藝未建沉淀池，出水水質(zhì)的懸浮物SS平均值達(dá)到13mg/L，說明該系統(tǒng)同樣對于SS及污泥也有很好的去除效果。

　　2.2 耗能分析

　　氣動生態(tài)氧化溝屬微動力系統(tǒng)，設(shè)備非常簡單。自流系統(tǒng)僅風(fēng)機(jī)運(yùn)行需用電，非自流系統(tǒng)則多了提升泵的耗能。溪塔村、文峰村等項(xiàng)目的運(yùn)行(風(fēng)機(jī))年耗能僅需1200～3200元。氣動生態(tài)氧化溝穩(wěn)定工作的耗能很小，是節(jié)能系統(tǒng)的體現(xiàn)。

　　2.3 穩(wěn)定性分析

　　通過項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)的不同時(shí)間取水的水質(zhì)檢測，考量整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。依據(jù)溪塔、文峰、含春、巖峰4個(gè)項(xiàng)目進(jìn)出口濃度對比，COD濃度范圍在182～68.2mg/L，NH3-N的濃度范圍48.9～6.2mg/L，從濃度變化來看，符合農(nóng)村污水水質(zhì)不均勻的特點(diǎn)，經(jīng)過氣動生態(tài)氧化溝系統(tǒng)處理后，出水濃度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，沒有大的波動，系統(tǒng)處理后的水質(zhì)穩(wěn)定。綜上所述：氣動生態(tài)氧化溝系統(tǒng)出水水質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性。

　　2.4 占地面積分析

　　4個(gè)項(xiàng)目采用的工藝流程與各功能區(qū)占地面積見表3。

　　氣動生態(tài)氧化溝的系統(tǒng)工藝簡單，處理流程一致，采用進(jìn)水-格柵井-厭氧池-生態(tài)池-出水的工藝，其中厭氧池等地埋式面積可以覆土作為綠化工地，而氣動生態(tài)氧化溝面上的水生花圃可作為景觀綠化，既能節(jié)約土地資源，又能綠化美觀。占地面積較傳統(tǒng)氧化溝工藝占地面積小，也無需大規(guī)模進(jìn)行施工建設(shè)構(gòu)筑物，僅需要基礎(chǔ)工藝的施工建設(shè)，省時(shí)省力。

　　3、效益分析

　　3.1 環(huán)境效益與社會效益

　　污水處理工程建設(shè)對于改善農(nóng)村環(huán)境，保障人民身體健康具有極為重要的意義，其環(huán)境效益日益明顯。以東平鎮(zhèn)文峰村為例，每年可降解COD4.19噸，降解氨氮1.15噸，且可以有效保證河道、湖泊等水質(zhì)質(zhì)量，出水還可運(yùn)用于景觀、綠化等，填補(bǔ)地表水的流失。

　　3.2 經(jīng)濟(jì)效益

　　相對傳統(tǒng)的工藝，氣動生態(tài)氧化溝工藝在建設(shè)成本上可節(jié)約20%～30%的造價(jià);在用地面積上，可節(jié)約30%～50%;在運(yùn)行成本上，每噸水的運(yùn)行費(fèi)用可以節(jié)約50%～70%，具有較高的直接經(jīng)濟(jì)效益。

　　4、結(jié)論

　　通過該項(xiàng)目的應(yīng)用分析，可以得出氣動生態(tài)氧化溝技術(shù)在農(nóng)村污水治理中具有以下突出特點(diǎn)：

　　(1)效率高。

　　氣動生態(tài)氧化溝工藝對于COD、BOD、SS、NH3-N等污染因子，具有較高的去除率，出水水質(zhì)好。其中COD去除率85%～92%，BOD去除率98%～99%，氨氮去除率高達(dá)98%～100%，出水SS平均值達(dá)到13mg/L。

　　(2)耗能低。

　　氣動生態(tài)氧化溝工藝的自流系統(tǒng)耗能，僅為風(fēng)機(jī)運(yùn)行所需的電量，非自流系統(tǒng)則多了提升泵的耗能。溪塔村、文峰村等項(xiàng)目的運(yùn)行(風(fēng)機(jī))年耗能僅需1200～3200元。

　　(3)出水水質(zhì)穩(wěn)定性好。

　　經(jīng)氣動生態(tài)氧化溝工藝處理后，各項(xiàng)目的出水濃度都穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)大的波動，其中COD的濃度范圍在68.2～182mg/L，NH3-N的濃度范圍在6.2～48.9mg/L。

　　(4)管理簡單。

　　氣動生態(tài)氧化溝為遵循生態(tài)學(xué)基本規(guī)律的純生態(tài)系統(tǒng)，運(yùn)行管理時(shí)不需過多的人工介質(zhì)干預(yù)生物食物鏈的發(fā)展，因此，管理人員只需要管理好電控設(shè)施即可。

　　(5)工藝簡單。

　　無需調(diào)節(jié)池、沉淀池、污泥池及污泥處理設(shè)備，在每天8～16個(gè)小時(shí)工作狀態(tài)下可完成有機(jī)污泥就地降解。(來源：福建環(huán)衛(wèi)士環(huán)保研究院有限公司)