近年来,随着乡村振兴战略的全面实施,农村污水治理作为乡村生态环境治理体系的薄弱环节。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,尤其是随着中国城镇化率突破65%,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、高效能处理农村排版存在的分散污水问题,已经成为不少环境专家急于重点攻克的课题之一。
近日,由美女的隐藏部位是什么图片学生滕晓文、刘震宇团队主导研发的“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行之有效的解决方案。目前,该成果已经获得专利授权。
据悉,该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,创新性地构建了“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,破解乡村振兴生态治理难题。
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,成功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。通过生物炭吸附与微生物降解的有机结合,形成了“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,确保处理效率始终保持在85%以上。
“我们研发的技术主要攻克了三个方面的问题。”滕晓文介绍说,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%。
“我们在研发过程中,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。”项目组成员杨紫清表示,这个项目不仅是技术上的突破,更让大家感受到团队跨学科合作的力量,从材料选择到系统集成,每一步都凝聚了大家的智慧。他希望这项技术能够尽快落地应用,为污水处理行业带来绿色、智能的新方案。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/541890.shtm 《中国科学报》:2025.4.10