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近年來(lái)，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全面鋪開(kāi)，農(nóng)村污水治理卻成為了鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境治理體系中的一塊短板，像一道難以跨越的溝壑，制約著美麗鄉(xiāng)村的人居環(huán)境優(yōu)化和生態(tài)空間重構(gòu)。由于農(nóng)村地區(qū)人口分布稀疏，房屋零散不集中，若要建設(shè)統(tǒng)一的管網(wǎng)來(lái)集中處理污水，所需的資金投入巨大。特別是隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化率突破65%，農(nóng)村空心化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，由此帶來(lái)的污水治理缺失問(wèn)題愈發(fā)凸顯。如何以低成本、高效能的方式處理農(nóng)村廣泛存在的分散污水，成為了眾多環(huán)境專(zhuān)家亟待攻克的關(guān)鍵課題。

創(chuàng)新成果誕生，守護(hù)農(nóng)村碧水

近日，在浙江大力推進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的大背景下，一項(xiàng)意義非凡的創(chuàng)新成果在浙江農(nóng)林大學(xué)問(wèn)世。由該校滕曉文、劉震宇等學(xué)生團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)研發(fā)的“基于炭菌耦合與智能調(diào)控的污水資源化處理設(shè)備”，以其獨(dú)特的“炭菌耦合生物治理 + 智能水質(zhì)調(diào)控”雙輪驅(qū)動(dòng)體系，猶如一把精準(zhǔn)的鑰匙，為分散式農(nóng)村污水處理提供了切實(shí)有效的解決方案。

這一具有突破性的成果現(xiàn)已獲得專(zhuān)利授權(quán)，它宛如一股清新的春風(fēng)，為生態(tài)環(huán)保事業(yè)注入了全新的活力，更像一臺(tái)強(qiáng)勁的引擎，為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和鄉(xiāng)村振興提供了堅(jiān)實(shí)的綠色動(dòng)力。

該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的污水處理裝置，通過(guò)集成式技術(shù)創(chuàng)新，巧妙地構(gòu)建了“分散式處理 —— 資源化回用 —— 智能化調(diào)控”三位一體的協(xié)同治理體系，成功打破了傳統(tǒng)污水治理技術(shù)的重重壁壘，有效破解了鄉(xiāng)村振興生態(tài)治理中的諸多難題。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這款設(shè)備創(chuàng)新性地結(jié)合了生物炭膠連定殖菌群技術(shù)與智能調(diào)控系統(tǒng)，成功攻克了傳統(tǒng)生物炭吸附效率低、處理效果不穩(wěn)定的技術(shù)難關(guān)。通過(guò)將生物炭吸附與微生物降解有機(jī)融合，形成了“吸附 - 降解 - 再生”的動(dòng)態(tài)循環(huán)模式，不僅實(shí)現(xiàn)了污水的高效凈化，還能將氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分回收利用，真正做到了變廢為寶。

據(jù)介紹，其核心技術(shù)涵蓋了毫米級(jí)至納米級(jí)的孔徑層疊調(diào)控、表面功能化改性以及智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整處理參數(shù)，確保處理效率始終保持在85%以上。

“我們研發(fā)的技術(shù)，主要在三個(gè)關(guān)鍵方面取得了重大突破。” 團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人滕曉文介紹道，“一是研發(fā)了炭菌耦合梯度凈化技術(shù)，采用三級(jí)梯度生物炭板，通過(guò)膠連定殖技術(shù)將枯草芽孢桿菌精準(zhǔn)定向固定于孔隙內(nèi)，使得功能菌存活率大幅提高20%，抗沖擊負(fù)荷能力提升了2.3倍。二是建立了智能調(diào)控水質(zhì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，新型水質(zhì)分級(jí)模型的準(zhǔn)確率高達(dá)90.2%，構(gòu)建了先進(jìn)的數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間縮短至15分鐘，相比傳統(tǒng)技術(shù)提升了40%。三是建成了模塊化自動(dòng)運(yùn)維體系，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了滑軌-雙軸電機(jī)-電動(dòng)吸盤(pán)協(xié)同控制系統(tǒng)，能夠在2分鐘內(nèi)快速完成炭板更換或翻轉(zhuǎn)，再配合模塊化單元組合設(shè)計(jì)，使建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本降低了30%-40%。”

“在研發(fā)過(guò)程中，我們大膽嘗試將炭材料與功能微生物進(jìn)行耦合，驚喜地發(fā)現(xiàn)這種‘炭菌協(xié)同’的機(jī)制在提升污染物質(zhì)降解效率方面效果顯著。” 項(xiàng)目組成員楊紫清說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目不僅是技術(shù)上的突破，更讓大家感受到團(tuán)隊(duì)跨學(xué)科合作的力量，從材料選擇到系統(tǒng)集成，每一步都凝聚了大家的智慧，“希望這項(xiàng)技術(shù)能夠盡快落地應(yīng)用，為污水處理行業(yè)帶來(lái)綠色、智能的新方案。”

“這一創(chuàng)新技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅顯著提升污水資源化水平，還具備高效、低碳、低成本的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別適用于農(nóng)村、小型社區(qū)和旅游景區(qū)等分散污水排放區(qū)域，對(duì)于緩解水資源短缺具有重要意義。”指導(dǎo)老師柳丹教授表示，該體系的構(gòu)建不僅推動(dòng)了農(nóng)村污水治理從末端處理向生態(tài)循環(huán)治理范式的轉(zhuǎn)型，更為系統(tǒng)化解農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理中的空間異質(zhì)性難題、實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益-經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益的帕累托改進(jìn)提供了創(chuàng)新性技術(shù)解決方案，兼具生態(tài)環(huán)境治理的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值與城鄉(xiāng)融合發(fā)展的戰(zhàn)略推進(jìn)價(jià)值。

浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)生研發(fā)的基于炭菌耦合與智能調(diào)控的污水資源化處理設(shè)備，為農(nóng)村環(huán)境治理提供了可靠的解決方案，有力地助推了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的穩(wěn)步實(shí)施。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，隨著國(guó)家環(huán)保政策的持續(xù)深入推進(jìn)以及市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，這一設(shè)備在未來(lái)的污水處理領(lǐng)域必將擁有廣闊的推廣前景和巨大的市場(chǎng)潛力。該設(shè)備的成功研發(fā)，不僅為污水處理領(lǐng)域帶來(lái)了創(chuàng)新的機(jī)遇，也將為我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理與可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐，進(jìn)一步筑牢鄉(xiāng)村振興的綠色根基。

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