归一模块化农村生活污水处理模式的开发与应用

归一模块化农村生活污水处理模式的开发与应用

随着开放改革的推进，城市化建设有了很大的进步，城乡人民的生活水准有了很大的提高，国民对生活质量有了越来越高的要求，大部分新建的城乡以及农村都趋于自来水化、水洗厕所化，以此来改变家庭的生活环境．但是，这些地区公共下水道设施建设落后，污水处理厂建设不足，特别是小城镇对公共下水道设施建设还有财政上的困难，农村更是难以实行．2010年沿海地区，也就是中国相对发达地区，农村基本都实现了自来水化，农村生活结构发生了很大的变化，冲厕、洗浴、洗衣以及厨房都依赖于自来水，人们的生活质量有了明显的改善，但由于配套设施跟不上，生活污水的处理就成为一大社会问题．将每人每天排放的生活污水中污染物按照BOD的负荷量来计算的话，一般认为该数值为每人每天40 g．到2012年为止农村人口占总人口的49%，根据我国最新人口调查公布结果，我国总人口为13.7亿，可以推算出每年农村向环境排放的BOD负荷总量为980万t，这对农村水环境造成了严重污染．所以，农村生活污水处理系统的建立，并与农村自来水化工程相匹配才属于一个完整的工程．

农村基本上是自然存在的，农户居住比较分散，地势也比较复杂．自从实行自来水化工程后，农村用水量都有所增加．农村，特别是近郊的农村生活模式发生了较大的变化，逐步转变为城市生活模式，厨房、厕所、洗浴等样样俱全．随着生活水准的提高，生活污水也就越来越多，对农村生活污水进行有效处理已经成为亟需解决的问题．但是，由于农村居住分散和地势复杂的特点，城市生活污水处理模式难以适用，研发出一套适合于广大农村生活污水处理的模式，解决因生活污水引起的农村水环境污染问题具有极为重要的社会价值和需求．

天津科技大学王昶教授所带领的科研团队，早在2003年就已经开始研究和开发适合于广大农村地区生活污水处理的技术和装备．他们从农户家庭生活污水开始，采用分散式原位处理模式，利用微生物降解的作用对污水的处理进行了深入研究，借助于日本一体化小型净化槽的原理，扬长避短，充分利用反应工程中平推流和全混流模型、化学工程中气、固、液三相反应固定床以及微生物产生的酶的活性，优化生物反应器，经过3年驯化终于培养出了适应于低氧环境下的微生物和后生动物，再加上高质量的生物滤床，有效地解决了分散原位处理需要解决的堵塞和污泥产生的世界性问题，实现了既节能又减排的目的．2007年该成果获得了全国大学生“挑战杯”竞赛一等奖．在天津市农村工作委员会重大项目的大力支持下，该团队2008年成功地对3户农家的生活污水进行了示范工程实验，2009年11月7日中央电视台第七频道“科技苑”对此做了介绍，该成果得到了同行们的认可，2013年12月获得了农业部“丰收奖”一等奖．该示范工程至今已稳定运行8年之久，无人值守，无污泥排放．单户型的生活污水处理净化槽不论是技术，还是装备都已成熟，完全可以产业化，但是由于国力财政还不足以像日本那样每户一台进行安装，所以在降低成本又要减排的前提下，开发适合于我国国情的多户联用的处理装备十分必要．王昶教授团队于2009年在单户型净化槽的基础上，又开始研究和开发新型净化槽，立足于投资少、下水管网不堵塞以及吨水处理费用低的目标，建立了中国特色的多户联用归一模块化处理系统，将农村生活污水最难课题管网建设费用降到最低．根据地势差异，尽可能多地将农户生活污水联用，然后根据污水量采用多台净化槽串并联相结合，高效低成本加以处理．以“简单就是可靠”为理念，节能减排为目标，实现无人值守，无污泥排放的高新技术集成．2014年在天津市科学技术委员会和天津市农村工作委员会重大项目的支持下，对各种农户生活污水联用处理进行了示范建设，实现了单户、2户联用、5户联用、楼宇集中处理以及整个村庄生活污水集中处理的多种形式，结合化学除磷方法，弥补无污泥排放对磷的去除效果，出水水质可以达到国家排放标准的一级A．这一完整的处理系统不仅被国内同行认可，也被日本同行专家认可．2014年11月，王昶教授受日本东京大学代表团团长福士教授的邀请，赴日本进行了学术交流和讲学，充分体现了该团队在农村生活污水处理方面的技术先进性．在2016年第六届中国农村和小城镇水环境治理论坛上，王昶教授发表了精彩演讲，详细地介绍了团队在农村水处理方面的成功技术和装备．针对适合于中国农村生活污水处理的新型净化槽，组委会在后续的报道中将王昶教授研发的新型净化槽称作为“中国槽”．目前王昶教授团队正致力于推广应用这一无人值守、无污泥排放的节能减排高新技术和装备．这种处理模式将会成为我国农村生活污水处理的新模式，该项目也是我校技术开发应用于社会的典范．

供稿：海洋与环境学院 曾明