华南沿海地区是我国城镇化先发地区,呈现出农业和非农业活动高度混合的特殊形态。针对村镇混杂区粗放和混乱发展造成农村污水污染叠加、成分复杂、难于集中处理,传统或单一土地处理技术占地面积大、运行不稳定和出水水质差等共性技术难题,亟需适宜于小城镇特点的生活和工业、餐饮、养殖等复合污水的处理工艺。本项目运用生态工程学新技术手段,将物理、化学和生物方法与生态工程有机结合,重点开展农村污水生物-生态多元组合处理技术攻关,取得如下创新性成果: (1)针对农村生活污水处理工艺技术不成熟的共性难题,发明层叠式复合湿地、高负荷回流立式组合湿地成套技术和小型化、模块化、自动化装备,处理效率较传统湿地提高30-60%,处理面积减少70%以上,能耗降低近2/3,提升全行业技术竞争力。 (2)针对农家乐废水单种工艺处理效率不理想的难题,发明餐饮废水污染源隔离及好氧发酵、高浓度废水新型分段进水多段A/O处理工艺和一体化装备,实现餐厨高油脂废水快速油-水分离,攻克低碳氮比脱氮难题,使去除效率提高近1倍,处理成本降低1/2,引领行业技术发展。 (3)针对农村散养禽畜固体废物和高浓度废水处理难达标问题,研发小型离网型风光互补供能-原位干湿分离-高浓度废水折流组合处理工艺和设备,对COD、氮磷的去除效率达80%以上,占地面积较传统工艺缩小近60%,为农村污水处理提供新工艺技术。 (4)针对小作坊等乡镇企业发展造成农村水环境污染日益严重难题,发明海绵铁修饰材料-包埋载体式高效生物反应器-层叠湿地组合工艺和设备,突破毒害有机物、重金属和氮磷共去除技术难题,设备投资与运行费用较常规工艺减少1/3-1/4和1/2-1/3,引领行业技术革新。 (5)针对农村面源已成为影响农村环境质量的主要污染源,研发村镇复合面源污染的联合强化修复工艺,构建岸坡生态软隔离带和农田生态沟渠对农业氮磷、农药等面源流失实施层层拦截、步步降解,建立基于先进生态系统物质-能流通路模型,科学指导农村坑塘生态修复。 (6)率先构建我国首个基于GIS/MIS系统的“农村生活污水治理设施维护管理信息化平台”,形成成套农村污水处理技术文件体系。指导农村污水处理设施的设计、建设,有效规范农村分散式污水处理的长期运行管理。 综上所述,本项目发明和创制的6套(类)农村生活/生产混合污水处理工艺和一体化装备及管理体系,为我国小城镇污水处理提供了全方位解决方案。项目申请发明专利33件(授权发明专利13件),软件著作权1项,主导制定3套设计、管理规范,出版专著1部,发表论文50余篇(SCI 16篇)。已在广州、厦门等地200余个行政村获得推广和应用,培养和培训政府管理人员、环保公司骨干等400余人,为国家新农村建设的生态文明和村镇可持续发展提供技术和管理保障。推动行业技术进步,引领环保产业发展,取得显著社会、经济和环境效益。