傳統的污水處理中普遍存在管理難、可控性差、治理成效低、易造成二次污染及小流量污水治理成本高等問題，迫切需要研發新型、高效、低能耗的治理技術，以有效解決上述問題，達到保護環境的目的。
1、氣動生態氧化溝
1.1 工藝原理
氣動生態氧化溝工藝遵循生態學的基本規律，強化生物多樣性，以建設水體微環境為中心，具有多元化水生生態微環境和強大的生物食物鏈。其主要工藝原理主要包括以下2方面。
1.1.1 氣動供氧原理
工藝核心為氣動氧化溝系統，在氣動循環供氧裝置配套下，僅用一臺低功率的風機即可帶動整個水體回流循環并復氧，使水體中的污染因子與生物反應器充分接觸，并且稀釋了原水，降低了水體中溶解氧的消耗，提高了緩沖能力與抗沖擊負荷，延時了曝氣效應。在水生植物及水體微環境的系統化設計下，水體生物鏈得到了全面發展，強大的水生生態食物鏈及高效的污染因子降解功能，使水體化學需氧量快速降低，從而實現了間歇供氧循環，大大降低了運行成本。
1.1.2 生物膜代謝原理
在氧源充足的條件下，微生物迅速繁殖，填料上的生物膜逐漸增厚。當生物膜達到一定厚度時，膜內層逐步開始繁殖兼氧-厭氧菌，并不斷擴散，厭氧產生的代謝物（比如CH4）逸出，使內層生物膜脫落，并在生物膜脫落的填料表面重新形成生物膜，周而復始，生生不息，從而形成以自然規律為基礎的生物反應器構件。
1.2 工藝流程
具體工藝流程為：廢水來源→格柵井→厭氧池→生態池→達標出水。該系統構筑物相當簡約，應用至今已經過3次以上的技術升級，抗沖擊能力強，地理條件許可，均設計為自流系統，節省調節池及降低耗能。具體工藝流程如圖1所示。
生態池的第一渠為進水渠，中間渠與第一渠均為循環渠，實現延時曝氣與抗沖擊效應，最后一渠為沉清渠，沉清后出水，其底泥一部分被回流至循環渠中繼續發揮其應有的效應，另一部分則定期回流至厭氧池。厭氧池內布施有能夠承載高密度生物膜的生物載體，在物種豐富的生物污泥的補充下，厭氧效應得到高效發揮，從而實現高效分解、降解污染因子。在高效厭氧池的作用下，大大降低了后續治理負荷，在延時曝氣的生態池上的污染濃度得到快速稀釋，極大地降低了生態池的需氧量，實現了間歇工作的節能效應，同時在食物鏈強盛的系統中形成各種共代謝功能，難降解的污染因子及有機污泥得到有效降解，污泥就地降解率高達90%以上。
2、運行效果
本文選取了4個處理的實踐案例進行分析，分別為項目1、項目2、項目3、項目4的氣動生態氧化溝工藝污水處理項目。項目的工藝流程設計均為：污水→格柵井→厭氧池→生態池→出水。其中，格柵井的主要功能是過濾掉污水中的大塊物質（比如塑料袋等），厭氧池的主要功能為水解酸化，生態池的主要功能是降解水中的污染物質（4個案例項目均建設于工藝升級前，生態池最后一渠并非沉清渠設計）。
設計目標：污水經過水生態技術污水處理系統，出水主要水質指標優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級A標準，主要水質指標見表1。
2.1 主要污染物去除率分析
經環保局驗收，4個項目的進、出水質及主要污染物的去除率等檢測數據見表2。
由表2可知，氣動生態氧化溝工藝對COD的去除率在85%～92%，BOD去除率也達到了98%～99%，氨氮去除率高達98%～100%，出水水質優于預計的目標，由此可得該工藝對COD、BOD及氨氮均有良好的去除效果。該工藝未建沉淀池，出水水質的懸浮物（SS）平均值達到13mg/L，說明該系統同樣對SS和污泥也有很好的去除效果。
2.2 耗能分析
氣動生態氧化溝屬微動力系統，設備非常簡單。自流系統僅風機運行需用電，非自流系統則多了提升泵的耗能。項目1和2的運行（風機）年耗能僅需1200～3200元。氣動生態氧化溝穩定工作的耗能很小，是節能系統的體現。
2.3 穩定性分析
通過項目驗收時的不同時間取水的水質檢測，考量整個系統的穩定性。依據這4個項目進、出水口濃度對比，COD濃度范圍為68.2～182mg/L，NH3-N濃度范圍為6.2～48.9mg/L。從濃度變化來看，符合農村污水水質不均勻的特點。經過氣動生態氧化溝系統處理后，出水濃度穩定在一定范圍內，沒有大的波動，系統處理后的水質穩定。綜上所述，氣動生態氧化溝系統出水水質具有良好的穩定性。
2.4 占地面積分析
4個項目采用的工藝流程與各功能區占地面積見表3。
3、效益分析
3.1 環境效益與社會效益
污水處理工程建設對于改善農村環境，保障人民身體健康具有極為重要的意義，其環境效益日益明顯。以項目2為例，每年可降解COD4.19t，降解氨氮1.15t，可保證河道、湖泊等水質質量，出水還可運用于景觀、綠化等，填補地表水的流失。
3.2 經濟效益
相對傳統的工藝，氣動生態氧化溝工藝在建設成本上可節約20%～30%的造價；在用地面積上，可節約30%～50%；在運行成本上，每噸水的運行費用可以節約50%～70%，具有較高的直接經濟效益。
4、結論
總而言之，氣動生態氧化溝是一種體現生態和諧、節能減排的循環經濟。通過本文研究可知，該技術適用于有機工業廢水及城鎮污水治理，徹底解決了傳統污水治理成本高、設備多、管理難等問題，更突破了傳統工藝的治理極限，具有出水水質穩定性好、效率高、耗能低、管理簡單、工藝簡單、美觀經濟等特點，而且也有著良好的環境效益、社會效益和經濟效益，因此值得廣泛推廣與應用。（來源：肇慶市環境技術中心）
