2024年1月1日中央一号文件提出学习运用“千万工程”经验,有力有效推进乡村全面振兴。农村生活污水治理是“千万工程”农村人居环境整治的重点和难点。从2003年浙江千万工程提出,农村生活污水治理经过多年的研究和建设,已经取得显著成效。但是,由于农村污水环境复杂多变,一体化处理设施缺乏应变功能,造成难以持续稳定达标。因此开发高效功能菌、配套专用设备、智能化控制技术,强化系统应变功能成为解决行业技术瓶颈之关键所在。
该成果经多位中国工程院院士牵头组成的专家鉴定委员会鉴定结论:“该项目成果创新突出,整体技术达到国际先进水平,在针对不同环境下农村污水处理专用菌种的研发和筛选技术处于国际领先水平。”
农村污水处理环境复杂(诸如西北高寒地区、北方冬季低温区域、南方夏季暴雨频发区域和江浙农家乐密集区域),农村污水生化处理中的功能微生物和代谢作用仍停留在活性污泥法的混合菌群层面,定向选育高效功能菌(EEM)的研究和应用尚处于空白,集中表现在以下三个方面:
一是在低温、低碳氮比、高氮磷、高油脂和抗生素残留等复杂场景下,未有定向筛选、分子生物学改造和代谢特性的功能菌研究和应用,以及菌剂菌包的复配和应用效果评测。
二是EEM功能菌剂应用过程中需与设备的高匹配度,防止菌剂出现抗冲击能力弱(易流失)、菌种退化(被淘汰)和稳定性差(定殖难、活性低)等难题,影响处理效果。因此,亟需开发适合于EEM功能菌发酵强化技术的专用设备。
三是需要开发适用于EEM功能菌发酵强化技术的智能控制系统。缺乏适用于农村污水点多面广和应用场景复杂的水质实时检测、识别技术,难以实现处理设备的智能调控,亟需建立基于场景式运行的智能控制系统,以满足不同环境条件下农村污水处理持续稳定达标的总体要求。
项目组研究人员针对不同区域、不同季节和不同的污水成分组成的不同环境下,农村生活污水处理缺乏优质功能菌种、专用配套设备和智能调控系统等行业难题开展了联合攻关,经过8年产学研联合攻关,在功能环境微生物(EEM菌)发酵强化技术、EEM菌发酵强化专用设备开发技术、基于物联网的远程监管与智能调控技术三方面取得了一系列重大创新成果,构建了国内唯一的农村污水处理专用EEM菌种资源库,牵头制定了行业标准《农村生活污水净化装置》(JB/T 14095-2020),形成了年产2万套设备的产能,为全国500万农户提供服务。该成果获得授权发明专利22项,核心发明专利10项,牵头制定标准3项。该成果已经在西北高寒地区、北方冬季低温区域、南方夏季暴雨频发区域和江浙农家乐密集区域得到了推广应用。