来源:【绿色中国】

绿色中国4月11日电(融媒体记者铁铮 特约记者陈胜伟)一项旨在守护农村碧水的创新成果刚刚在浙江农林大学诞生。由该校滕晓文、刘震宇等学生主导研发的“基于炭菌耦合与智能调控的污水资源化处理设备”,凭借其“炭菌耦合生物治理+智能水质调控”双轮驱动体系,为分散式农村污水处理提供了有效的解决方案。这一突破性成果目前已获得专利授权。
农村污水治理作为乡村生态环境治理体系的薄弱环节,已成为制约乡村人居环境优化与生态空间重构的关键性技术瓶颈。由于农村地区的人口密度较低,房屋不聚集,建设统一管网集中处理污水将耗资巨大,农村空心化导致的污水治理缺位问题日益突出。如何低成本、高效能处理分散的污水问题,已成为急于重点攻克的课题之一。

△大学生研发团队
据悉,这支大学生团队自主研发的污水处理装置,主要通过集成式技术突破,构建了“分散式处理——资源化回用——智能化调控”三位协同治理体系,突破传统污水治理技术壁垒。和传统技术相比,该设备结合了生物炭胶连定殖菌群技术与智能调控系统,解决了传统生物炭吸附效率低、处理效果不稳定的技术瓶颈。
应用这项新技术,通过生物炭吸附与微生物降解的有机结合,可形成“吸附-降解-再生”动态循环模式,不仅实现了污水的高效净化,还使氮磷等营养物质得以回收利用。其核心技术包括毫米级至纳米级孔径层叠调控、表面功能化改性及智能监控调节系统,能够实时监测水质数据并动态调整处理参数,确保处理效率保持在85%以上。

△设备模型
据团队负责人滕晓文介绍,这项技术主要攻克了三个方面的问题。一是研发了炭菌耦合梯度净化技术,采用三级梯度生物炭板,通过胶连定殖技术将枯草芽孢杆菌定向固定于孔隙内,功能菌存活率提高20%,抗冲击负荷能力提升2.3倍。二是建立了智能调控水质预测系统,新型水质分级模型的准确率达到90.2%,构建了数字孪生系统,实现参数动态优化,响应时间缩短至15分钟,较传统技术提升40%。三是建成了模块化自动运维体系,创新滑轨-双轴电机-电动吸盘协同控制系统,2分钟内完成炭板更换/翻转,配合模块化单元组合设计,使建设与运营成本降低30%-40%。
项目组成员杨紫清说,在研发过程中,尝试将炭材料与功能微生物进行耦合,发现这种‘炭菌协同’的机制在提升污染物降解效率方面表现非常出色。同时,加入智能调控系统后,整个设备实现了对处理过程的动态感知和精准控制,大大提高了系统运行的稳定性和资源化利用效率。
指导老师柳丹教授说,该体系的构建不仅推动了农村污水治理从末端处理向生态循环治理范式的转型,更为系统化解农村生态环境治理中的空间异质性难题、实现环境效益-经济效益社会效益的帕累托改进提供了创新性技术解决方案,兼具生态环境治理的实践应用价值与城乡融合发展的战略推进价值。这一新技术的应用,不仅显著提升污水资源化水平,还具备高效、低碳、低成本的独特优势,特别适用于农村、小型社区和旅游景区等分散污水排放区域,对于缓解水资源短缺具有重要意义。
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