傳統(tǒng)的污水處理中普遍存在管理難、可控性差、治理成效低、易造成二次污染及小流量污水治理成本高等問題，迫切需要研發(fā)新型、高效、低能耗的治理技術(shù)，以有效解決上述問題，達到保護環(huán)境的目的。

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)學的基本規(guī)律，強化生物多樣性，以建設水體微環(huán)境為中心，具有多元化水生生態(tài)微環(huán)境和強大的生物食物鏈。其主要工藝原理主要包括以下2方面。

1.1.1 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機即可帶動整個水體回流循環(huán)并復氧，使水體中的污染因子與生物反應器充分接觸，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荷，延時了曝氣效應。在水生植物及水體微環(huán)境的系統(tǒng)化設計下，水體生物鏈得到了全面發(fā)展，強大的水生生態(tài)食物鏈及高效的污染因子降解功能，使水體化學需氧量快速降低，從而實現(xiàn)了間歇供氧循環(huán)，大大降低了運行成本。

1.1.2 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。當生物膜達到一定厚度時，膜內(nèi)層逐步開始繁殖兼氧-厭氧菌，并不斷擴散，厭氧產(chǎn)生的代謝物（比如CH4）逸出，使內(nèi)層生物膜脫落，并在生物膜脫落的填料表面重新形成生物膜，周而復始，生生不息，從而形成以自然規(guī)律為基礎的生物反應器構(gòu)件。

1.2 工藝流程

具體工藝流程為：廢水來源→格柵井→厭氧池→生態(tài)池→達標出水。該系統(tǒng)構(gòu)筑物相當簡約，應用至今已經(jīng)過3次以上的技術(shù)升級，抗沖擊能力強，地理條件許可，均設計為自流系統(tǒng)，節(jié)省調(diào)節(jié)池及降低耗能。具體工藝流程如圖1所示。

生態(tài)池的第一渠為進水渠，中間渠與第一渠均為循環(huán)渠，實現(xiàn)延時曝氣與抗沖擊效應，最后一渠為沉清渠，沉清后出水，其底泥一部分被回流至循環(huán)渠中繼續(xù)發(fā)揮其應有的效應，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充下，厭氧效應得到高效發(fā)揮，從而實現(xiàn)高效分解、降解污染因子。在高效厭氧池的作用下，大大降低了后續(xù)治理負荷，在延時曝氣的生態(tài)池上的污染濃度得到快速稀釋，極大地降低了生態(tài)池的需氧量，實現(xiàn)了間歇工作的節(jié)能效應，同時在食物鏈強盛的系統(tǒng)中形成各種共代謝功能，難降解的污染因子及有機污泥得到有效降解，污泥就地降解率高達90%以上。

2、運行效果

本文選取了4個處理的實踐案例進行分析，分別為項目1、項目2、項目3、項目4的氣動生態(tài)氧化溝工藝污水處理項目。項目的工藝流程設計均為：污水→格柵井→厭氧池→生態(tài)池→出水。其中，格柵井的主要功能是過濾掉污水中的大塊物質(zhì)（比如塑料袋等），厭氧池的主要功能為水解酸化，生態(tài)池的主要功能是降解水中的污染物質(zhì)（4個案例項目均建設于工藝升級前，生態(tài)池最后一渠并非沉清渠設計）。

設計目標：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)指標優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918―2002）一級A標準，主要水質(zhì)指標見表1。

2.1 主要污染物去除率分析

經(jīng)環(huán)保局驗收，4個項目的進、出水質(zhì)及主要污染物的去除率等檢測數(shù)據(jù)見表2。

由表2可知，氣動生態(tài)氧化溝工藝對COD的去除率在85%～92%，BOD去除率也達到了98%～99%，氨氮去除率高達98%～100%，出水水質(zhì)優(yōu)于預計的目標，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）平均值達到13mg/L，說明該系統(tǒng)同樣對SS和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)，設備非常簡單。自流系統(tǒng)僅風機運行需用電，非自流系統(tǒng)則多了提升泵的耗能。項目1和2的運行（風機）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

通過項目驗收時的不同時間取水的水質(zhì)檢測，考量整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。依據(jù)這4個項目進、出水口濃度對比，COD濃度范圍為68.2～182mg/L，NH3-N濃度范圍為6.2～48.9mg/L。從濃度變化來看，符合農(nóng)村污水水質(zhì)不均勻的特點。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個項目采用的工藝流程與各功能區(qū)占地面積見表3。

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。以項目2為例，每年可降解COD4.19t，降解氨氮1.15t，可保證河道、湖泊等水質(zhì)質(zhì)量，出水還可運用于景觀、綠化等，填補地表水的流失。

3.2 經(jīng)濟效益

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

4、結(jié)論

總而言之，氣動生態(tài)氧化溝是一種體現(xiàn)生態(tài)和諧、節(jié)能減排的循環(huán)經(jīng)濟。通過本文研究可知，該技術(shù)適用于有機工業(yè)廢水及城鎮(zhèn)污水治理，徹底解決了傳統(tǒng)污水治理成本高、設備多、管理難等問題，更突破了傳統(tǒng)工藝的治理極限，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定性好、效率高、耗能低、管理簡單、工藝簡單、美觀經(jīng)濟等特點，而且也有著良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，因此值得廣泛推廣與應用。（來源：肇慶市環(huán)境技術(shù)中心）