农村污水处理的“创新基因”
▲乡村生活污水生态净化处理工程
▲污水处理装置
籍国东供图
现有生活污水生物生态处理技术受微生物、环境条件和技术装备三重制约，很难同时满足低成本、高效率、少占地、低维护、生态化等农村生活污水处理技术需求。
■本报记者胡璇子通讯员胡春雅姚卫浩
揭开水泥板砖，一个漂浮着油污的黑水池出现在眼前，里面含混着餐厨污水、冲厕水等从农村居民家收集来的生活污水；而揭开与之相邻的另一块水泥板砖，经过处理的生活污水变成了一池干净的清水。
农村生活污水何以变“浊”为“清”？北京大学环境科学与工程学院教授籍国东课题组研发的多介质生物生态技术就是这一神奇变化发生的奥秘。
还青山以清泉
我国有4万多个建制镇，60万个行政村，250万个自然村，其中绝大部分地区没有生活污水处理设施。截至2014年，全国仍有2.8亿村镇居民使用不安全的饮用水，其核心问题之一便是缺少农村饮用水源地近岸污染防控技术体系。
然而，现有生活污水生物生态处理技术受微生物、环境条件和技术装备三重制约，很难同时满足低成本、高效率、少占地、低维护、生态化等农村生活污水处理技术需求。
针对农村饮用水源污染防控的国家需求，籍国东课题组研发了具有完全自主知识产权的多介质生物生态技术，深入开展了水源地近岸农村生活污水多介质生物生态处理技术转化应用。
多介质生物生态技术面向村镇生活污水深度处理技术需求，自行制备了双原电池效应多介质滤料，研制了高效微生物富集培殖剂，实现了硝化反硝化脱氮的优化协同，形成了村镇生活污水多介质生物滤池——潮汐流人工湿地深度处理技术模式。
多介质生物滤池的好氧单元投加了由籍国东课题组研发的高效微生物富集培殖剂，对难降解的有机物、油和氨氮等具有极高的降解作用，对有机酸和硫化物等异味以及脂肪酸、表面活性剂、芳香族化合物、酚类化合物等则具有较好的降解效果。
“通过多介质生物滤池——潮汐流人工湿地处理，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，可用于除饮用外的其他资源化用途，不会产生污染。”籍国东说。
以技术馈文明
农村生活污水多介质生物生态处理技术的核心技术包括：多介质滤料、高效微生物富集培殖剂、微动力多介质生物滤池和潮汐流人工湿地等产品及装置，以多介质生物滤池和潮汐流人工湿地为主体，将介质吸附、微生物氧化、固定和生物提取有机结合起来。
记者了解到，在各种农村生活污水处理技术中，多介质生物生态技术具有显著且独特的优势。第一，成本低，微动力运行，直接运行费每立方米每天0.08~0.28元；第二，少维护，多介质生物滤池几乎不产生剩余污泥，采用全自动控制模式，12~24个月仅需人工维护1次；第三，生态化，潮汐流人工湿地与村庄生态景观高度融合，设施可按景观要求设计；第四，占地少，占地面积仅为单一人工湿地技术的1/5，户均占地总计1.0~1.5平方米；第五，效率高，化学需氧量和氨氮含量等水质指标稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
2000年左右，博士求学期间的籍国东已经关注并进行污水处理领域的相关科研工作。2006年起，籍国东课题组正式开始研究农村生活污水处理技术。这些年，籍国东对这一行业领域最直观的感受就是行业的壮大和业内资本与技术力量不断的新陈代谢。2010年前，农村生活污水处理技术市场“鱼龙混杂”，技术良莠不齐，各种大大小小的公司都想要从中分一杯羹。而现在，行业日益规范，具有显著优势的技术和系统是屹立于行业之中的关键因素。
因此，籍国东尤为强调技术的不断更新：“高效微生物富集培殖剂和多介质滤料是我们的核心技术优势，每两年至少会更新一次，保持它在市场上的独有性和竞争优势。”
据了解，该技术是北京大学拥有自主知识产权的创新技术，已获授权国家发明专利8项，实用新型专利4项，并实现了区域性大规模推广应用。
以转化促研究
2008年以来，籍国东课题组与江苏省张家港市合作，开展了多项农村生活污水多介质生物生态处理技术项目，建成50多座设施，服务农村居民30万人，被列为北京大学科技示范亮点之一。凭借张家港系列项目，籍国东获得第一届北京大学产学研合作奖优秀项目奖。
2013年，籍国东团队与江苏一家环保科技公司合作，主持设计了新型多介质生物滤池，直接应用到浙江省海宁市农村生活污水治理工程中，并在该市斜西村立新组建起全市第一座使用多介质生物滤池技术的“后一生态”池生活污水处理设施。
此外，在浙江、上海和北京顺义等地，籍国东团队与政府和企业合作，推广1户~1000户不同规模农村生活污水处理设施1500余套，经济、社会和环境效益显著。
籍国东团队还通过开展企业咨询服务、人员管理技术培训、一体化设备研发等手段，创新成果转化渠道、创造更大的经济和社会效益。
“解决环境问题是一个关键。”在籍国东看来，多介质生物生态处理技术的价值远不止于产业领域，它对于水生态文明、文明村庄建设的意义更为深远。
2007年以来，该技术先后获国家“十一五”科技支撑课题、国家中小企业创新基金、水利部公益性基础科研项目和国家星火计划重点项目的资助，被列为环境保护部和江苏省农委示范项目。2012年获得国家环境保护科技奖励奖二等奖，2013年获第41届日内瓦国际发明展金奖，被江苏省鉴定为“国际先进水平”。
作为在科技成果转化工作中成绩斐然的青年科技工作者，籍国东认为，基础研究和科研成果产业化是一个天平的两端，对于工程学科来说尤其如此。“我的研究领域，或者说大多数的工学研究，都要到实际应用领域进行验证。”
“以多介质生物生态技术为例，它在产业领域中应用所产生的现象和问题反馈给我们后，我们能够在基础研究中更有针对性地去解决问题。”籍国东说，“因此，我的科研和成果产业化二者相互促进发展，作为天平的两端，它们都在发展且始终保持着相对平衡的状态。”
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