“智能化分散式生活污水處理裝置”關(guān)鍵技術(shù)在于將好氧生物處理與厭氧生物處理、生物技術(shù)與微電解技術(shù)、污泥處理與水質(zhì)凈化揉合于一體綜合處理裝置，使之具有工藝流程短、低能耗、智能化特點(diǎn)，為污染源連片綜合治理提供了思路和方向。
　　
    緊湊、合理的處理裝置是該技術(shù)的一個(gè)亮點(diǎn)，智能化的運行模式是該技術(shù)的基礎，四位一體的處理工藝是該技術(shù)處理效果的保障，在土地相對緊張及廢水收集困難的中小城鎮的污水處理，更具有現實(shí)意義和推廣價(jià)值。
    
    某地農村污水整治前實(shí)況。
　　
    古人把農村描繪為“稻花香里說(shuō)豐年，聽(tīng)取蛙聲一片。”但如今，走到農村，你會(huì )發(fā)現，由于大量生活污水無(wú)序排放，加上化肥、農藥的過(guò)量使用，很多村莊已呈現“花香與腐臭交雜、垃圾與污水橫流”的狀態(tài)。
　　
    據估算，農村環(huán)境問(wèn)題每年造成的經(jīng)濟損失已超過(guò)千億元。該如何解決農村污染問(wèn)題，尤其是生活污水問(wèn)題？
　　
    近日，在常州市環(huán)保局主持召開(kāi)的“智能分散式生活污水處理裝置”技術(shù)鑒定會(huì )上，技術(shù)鑒定專(zhuān)家組組長(cháng)、中國工程院院士蔡道基認為，“智能分散式生活污水處理裝置”，從材料學(xué)切入，利用高分子材料合成技術(shù)對生物載體進(jìn)行改性獲得巨大比表面積，設備體積小、處理時(shí)間短，處理能力高，成本低廉，在環(huán)境治理領(lǐng)域是個(gè)全新的發(fā)展方向。
　　
    農村不能照搬城市集中處理模式
　　
    第一次全國污染源普查結果顯示：農業(yè)污染問(wèn)題日顯突出。尤其是農業(yè)源污染物排放對水環(huán)境影響較大，其化學(xué)需氧量排放量占排放總量的43.7%，總氮、總磷分別占排放總量的57.2%和67.4%。也就是說(shuō)，農業(yè)源基本上占到全國污染的50%以上了。
　　
    一方面是農村污染情況日益嚴峻，另一方面，農村污染處理設施建設嚴重滯后。據測算，全國農村每年產(chǎn)生生活污水80多億噸，“生活污水基本靠蒸發(fā)，生活垃圾基本靠風(fēng)化”，一位環(huán)保部官員這么形容我國的農村環(huán)境狀況。
　　
    “十二五”期間，氨氮指標將納入國家強制削減范圍，農村生活污水作為環(huán)境中氨氮的主要來(lái)源之一，究竟該如何解決，能否照搬城市生活大規模集中處理模式？
　　
    我國農村與城市情況差異巨大。其特點(diǎn)是，人口分布廣而且分散，排放的生活污水分散、量多，濃度較低，其中有機物、氮、磷含量高；目前，我國絕大部分農村地區還沒(méi)有任何污水收集設施；農民經(jīng)濟承受能力低，知識管理水平低，因此，城市的大規模管網(wǎng)建設、集中處理并不適合農村地區。
　　
    高能粒子直接氧化
　　
    “智能分散式生活污水處理裝置，基于農村基層實(shí)際情況而研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)裝置，它具有智能化管理、運行成本低、免維護等特點(diǎn)。”該技術(shù)研發(fā)總體設計師、常州大學(xué)客座教授張毅說(shuō)。
　　
    “智能分散式生活污水處理裝置”的預氧化系統內安裝了高能粒子直接氧化反應器，在反應器內，利用高能粒子束轟擊水溶液，使水分子發(fā)生電離，產(chǎn)生新生態(tài)勢的氫氧自由基、氧自由基、超氧負離子、過(guò)氧化氫，水體中的氯離子在電離作用下生成了次氯酸，這些氧化反應能力極強的物質(zhì)對水體中的污染物進(jìn)行無(wú)選擇的強氧化反應和強氧化還原反應，使脂肪蛋白質(zhì)等長(cháng)鏈分子結構物質(zhì)得以斷鏈，為生物降解提供良好的條件。
　　
    形成“生物原電池”
　　
    高效生物膜反應器是裝置的核心部分，反應器內裝填的生物載體比表面積是傳統的生物接觸氧化載體比表面積的幾十倍甚至更高，在巨大比表面積上“著(zhù)床”的微生物個(gè)數也相應提高，致使生物量和水體接觸面積的增加，不僅提高了生物降解處理能力，縮短了處理時(shí)間，還使處理效果大大增大。
　　
    微生物著(zhù)床的載體上還螯合了鐵離子，形成了“生物原電池”。即微生物在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生了氫氣和甲酸，對原電池提供燃料，形成鐵內電解原理，對污染物進(jìn)行微電解氧化，達到輔助生物氧化降解、水質(zhì)凈化與污泥處理目的。
　　
    細菌與沉淀物處理
　　
    深度殺菌系統能夠利用高能粒子直接氧化反應器對水體中的病毒、細菌、病原體進(jìn)行強氧化斷裂分子鏈，并得到分解，從而杜絕傳染性病毒、病原體隨水體流動(dòng)而擴散傳播。
　　
    生物膜反應器內所培養生長(cháng)的聚磷菌對水體中的磷有較高的團聚性，使磷顆粒得以團聚而隨剝落的老化微生物沉積在反應器的污泥收集斗。磷在羥基化作用下和水體中的鈣、鎂、鐵、鋁等物質(zhì)絡(luò )合生成磷酸鹽類(lèi)物質(zhì)被沉積和水體分離，最終可作為磷肥，用于植物施肥。
　　
    打破常規技術(shù)路線(xiàn)
　　
    張毅說(shuō)，“智能化分散式生活污水處理裝置” 從材料學(xué)切入，以比表面積較大的中孔纖維為載體，表面聚合二氧化鈦納米層和鐵攙雜稀土合金材料，獲得巨大比表面積，為微生物的著(zhù)床提供足夠空間，縮短水停留時(shí)間，使系統設備體積變得更小，處理能力成倍提高。原位電池的接枝使水體中的長(cháng)鏈分子得以斷鏈，為生物處理提供條件，保證出水水質(zhì)的穩定。
　　
    鑒定專(zhuān)家組成員、國家海洋局東海分局
　　
    科學(xué)技術(shù)委員會(huì )委員仵彥卿教授認為，該設備從材料學(xué)介入環(huán)境治理，以不同的視線(xiàn)全新的理念打破常規的技術(shù)路線(xiàn)，為水環(huán)境治理開(kāi)辟了新的研究方向和示范作用。
　　
    鑒定專(zhuān)家組成員、浙江大學(xué)環(huán)境科學(xué)院副院長(cháng)陳英旭教授也認為，生物原電池和生物接觸氧化是該裝置的創(chuàng )新特色，該技術(shù)結合生態(tài)島或植物根系處理技術(shù)，對改善太湖流域的水質(zhì)將起到積極作用，具有極其高的推廣價(jià)值和社會(huì )效益。
　　
    全自動(dòng)智能化管理
　　
    該設備運行實(shí)現了全自動(dòng)化智能管理。即膜生物反應器內轉籠的轉動(dòng)速度，由在線(xiàn)溶氧儀溶解氧讀數傳輸進(jìn)入自動(dòng)化控制器來(lái)控制調速電機轉速，當膜生物反應內水體中溶解氧濃度低于設定值時(shí)，程序將自動(dòng)調整調速電機轉動(dòng)速度，直到溶解氧濃度達到設計要求值。此外，調節池提升泵、生物膜反應器底部的收集泥斗，也由液位儀、壓力傳感器智能控制，正常運行后，不需專(zhuān)人進(jìn)行看管和操作，只需定期檢查運行是否正常既可。
　　
    清華大學(xué)信息學(xué)院副院長(cháng)、國家863先進(jìn)制造與自動(dòng)化控制專(zhuān)家委員會(huì )副主任賈培發(fā)教授在評審時(shí)指出，在線(xiàn)監測自動(dòng)化控制的完善，突顯該技術(shù)的高端性和實(shí)用性，將會(huì )引導環(huán)保產(chǎn)業(yè)向規范化、標準化發(fā)展。
　　
    噸水直接處理費小于0.2元
　　
    據已建成示范項目的數據跟蹤，該設備能耗為運行時(shí)的直接消耗電能，無(wú)化學(xué)品消耗，處理噸水的直接電費小于0.2元。
　　
    常州市環(huán)境保護局副局長(cháng)李金玉說(shuō)，環(huán)境監測數據是檢驗系統設備長(cháng)期穩定運行最好的手段。該設備在已建立示范工程中，分布于農村中心村、科技園區和商品住宅小區，一年多的運行數據證實(shí)其技術(shù)性能的可靠性和真實(shí)性。
　　
    據常州市環(huán)保局跟蹤監測數據顯示，該設備出水水質(zhì)達城市污水處理排放標準中一級B標準，完全滿(mǎn)足我國農村污水處理要求。