復(fù)旦大學(xué)研制特殊填料提高微生物"工作效率"
在新年里，貴州金海雪山腳下的甕城河終于能以清流碧水迎接游客了。這個(gè)有600年歷史的小村莊曾美如世外桃源，可嚴(yán)重的水污染摧毀了美景，令村民苦不堪言，直到不久前，變化發(fā)生了……同樣發(fā)生驚人變化的，還有云南洱海的一條支流，這里的水一度發(fā)綠發(fā)臭，如今也恢復(fù)了清澈見底的模樣。
讓這些水域發(fā)生魔術(shù)般變化的人，是國家水重大專項(xiàng)湖泊主題專家組成員、復(fù)旦大學(xué)流域污染控制研究中心主任鄭正教授及其團(tuán)隊(duì)。他們?cè)谒騼?nèi)裝置了自己研發(fā)的污水處理裝置。“其實(shí)大自然才是最好的‘環(huán)保專家’，我只不過是讓大自然發(fā)揮自己解決污染的能力。”
鄭正教授的污水處理裝置宛如一個(gè)個(gè)小花壇，在處理污水時(shí)，既能美化環(huán)境，還可形成一個(gè)個(gè)小型人工濕地，改善空氣質(zhì)量。這一具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流域污染處理技術(shù)現(xiàn)已走出國門，由加拿大、美國及歐洲等地的企業(yè)引進(jìn)，在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)示范工程。
生活污水才是真正的流域污染大戶
說起水域污染，大家第一反應(yīng)就是化工廠、造紙廠，但是對(duì)于水污染中的元兇氮磷污染，生活污水才是罪魁禍?zhǔn)。不久前，國家環(huán)？偩止嫉恼{(diào)查顯示，全國COD（即“化學(xué)需氧量”，簡(jiǎn)稱“耗氧量”）排放量每年為3000萬噸，COD是水中需氧污染物質(zhì)所消耗的氧氣量，是評(píng)定水質(zhì)污染程度的重要綜合指標(biāo)之一。COD的數(shù)值越大，水體污染越嚴(yán)重。
不管是COD，還是水體富養(yǎng)化中的氨氮磷污染，最主要是面源污染，即這些污染不是由某些污染點(diǎn)造成的。其中有一半以上是由生活污染貢獻(xiàn)的，還有30%-40%是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)造成的，單單這三項(xiàng)，就達(dá)到了80%以上。但是過去治理水污染，總是頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳，哪里污染就治理哪里，采用的往往也是化學(xué)或者物理方法。
“更重要的是，我國長期以來并沒有自己的技術(shù)，只能依靠引進(jìn)國外技術(shù)，或者將城市污水處理廠照搬到農(nóng)村。”鄭正教授稱，國外的設(shè)備并不適合中國國情，尤其是農(nóng)村。美國的生活污水處理設(shè)備搬到中國農(nóng)村，常常“轉(zhuǎn)幾天就轉(zhuǎn)不動(dòng)了，因?yàn)楦緹o法處理那么大量的中國農(nóng)村生活污染”。
同時(shí)，城市的污水處理設(shè)備也不適合農(nóng)村。城市污水處理設(shè)備日處理能力僅30噸污水，可在農(nóng)村里，一個(gè)小村子就會(huì)產(chǎn)生幾十噸污水，且處理每噸水的成本是城市的10倍，甚至幾十倍。
借用微生物的凈化水作用
國外經(jīng)驗(yàn)、城市設(shè)備均不可用，課題組只能向大自然借用威力。
“所謂污染，其實(shí)就是放錯(cuò)了地方的資源”，鄭正教授說：“流域污染中讓環(huán)保專家們頭疼的氮磷成分，其實(shí)是不少植物需要的營養(yǎng)，而且都是自然環(huán)境下植物無法自己合成的營養(yǎng)成分。”如何讓這些污染物在進(jìn)入環(huán)境前就被凈化，是課題組解決的核心問題。
在研究污染的過程中，鄭正教授的課題組發(fā)現(xiàn)，河流中氮磷等元素保持在一定濃度的時(shí)候，會(huì)非常適合水生植物生長，而水生植物在生長過程中能吸附氮磷元素；同時(shí)，自然界的微生物對(duì)氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)也有吸附作用。于是，課題組設(shè)計(jì)了一個(gè)多層過濾池，每一層由不同填料和特殊處理過的土壤構(gòu)成，這些填料和土壤均能過濾吸附污染物。
在過濾池中，填料的表面覆有一層由不同種類微生物形成的生物膜，每當(dāng)有污水從填料里經(jīng)過，這些微生物就各司其職，“抓住”污染元素，并吸收降解。而且濾池表層中的各種景觀植物以及土壤里的蚯蚓等動(dòng)物，也會(huì)吸收一部分污染物作為營養(yǎng)。從濾池出來的水，隨后會(huì)流入生態(tài)池，這個(gè)生態(tài)池里設(shè)有水生植物構(gòu)成的浮床，這些水生植物在生態(tài)池里會(huì)再一次過濾污染物。
“奧妙就在填料里”，據(jù)鄭正教授介紹，濾池中起主要去污作用的是微生物，單位體積微生物數(shù)量決定了其污水凈化能力，為此，鄭正教授團(tuán)隊(duì)研制的特殊填料，可以使這些微生物提高“工作效率”。在以后的日常維護(hù)中，人們只需要定期清理生態(tài)池中的水生植物，保持一定面積的水面能不被水生植物覆蓋滿，確保水體中的微生物可以進(jìn)行光合作用即可。
與國際最優(yōu)的日本設(shè)備PK中勝出
實(shí)際上，對(duì)于鄭正教授的這套設(shè)備，仍有不少人對(duì)它抱有懷疑態(tài)度。鄭正教授說，目前國際上最好的全天然生態(tài)污水處理技術(shù)來自日本，但我們?cè)瓦@套日本技術(shù)在江蘇的太倉進(jìn)行過一場(chǎng)較量。
當(dāng)時(shí)，太倉環(huán)保局正考慮引進(jìn)日本技術(shù)，在了解到復(fù)旦設(shè)備運(yùn)行更方便、成本更低之后，決定讓兩家PK。裝置了兩套設(shè)備后，由當(dāng)?shù)丨h(huán)保局采樣，請(qǐng)“數(shù)據(jù)”來裁判。結(jié)果，經(jīng)日本裝置處理過的污水，雖然全部達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但與鄭正課題組相比，其污染濃度是后者的20倍。這讓太倉投建的“復(fù)旦設(shè)備”成為全國環(huán)保專家們參觀的示范點(diǎn)。
隨后，云南洱海也邀請(qǐng)鄭正教授去解決水體污染問題―――洱海流域養(yǎng)著十幾萬頭奶牛，以至于上游雪山流下的清泉，流經(jīng)養(yǎng)殖奶牛的村莊后就變成了污水，最后匯流至洱海。當(dāng)?shù)卣氡M辦法也沒能完成這一污染治理。
鄭正教授團(tuán)隊(duì)的裝置，讓人們看到了初步的希望：在洱海的一條支流里，設(shè)計(jì)處理能力僅為約50噸/天的裝置，實(shí)際進(jìn)水約200多噸/天，在植物還沒有生長正常的情況下，濾池流出的水已經(jīng)非常清澈了。
在2009年國家水重大專項(xiàng)中期督查匯報(bào)總結(jié)會(huì)時(shí)，這一技術(shù)被列為太湖五大關(guān)鍵技術(shù)突破之首。作為國家水專項(xiàng)的五項(xiàng)標(biāo)志性成果之一，他們目前已在全國建設(shè)了大大小小200多個(gè)流域污染控制示范工程點(diǎn)。不久前，法國濾園公司也和鄭教授的課題組結(jié)成了戰(zhàn)略同盟，將在歐洲國家和發(fā)展中國家建設(shè)一些示范項(xiàng)目。
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