近年来，我国持续将城乡生活污水治理作为生态环境建设的重要抓手。数据显示：全国已累计铺设农村生活污水管网超160万公里，落成处理设施超30万套，农村生活污水治理率稳步提升至31%以上。
目前，在农村污水处理领域，仍存在诸多亟待解决的关键问题：一是低温环境污水水量与水温稳定性欠佳，处理效率低。二是材料缺陷制约膜稳定性。使用回收塑料作为处理设备材料，导致微生物活性下降幅度超过30%，生物膜形成周期通常延长至15天以上，增加了污水处理设施的启动和稳定运行难度。三是生物膜稳定性差且处理效果不佳。采用普通PP纤维填料和填料固定装置，生物膜附着稳定性差，处理效果难以满足使用要求。四是露天农村污水处理装置效率低。五是传统生物处理工艺难以满足单户式农村污水处理需求。六是填料性能和结构设计参差不齐，吸附作用难以充分发挥。同时，缺乏对填料表面吸附和反应过程的有效监测手段，难以实现对整个污水处理过程的精细化控制和优化。亟待解决。
针对上述问题，项目开展了环境耦合灰色生物膜处理农村灰水及资源化利用技术与装置研发。项目主要创新点及特点在于：研发了光伏发电供热与农村污水处理组合应用技术。通过绿色能源与污水处理系统一体化设计，解决了冬季供暖热水及机电系统用电问题，提高了低温环境污水水量与水温相对稳定性及污水处理效率；研发了环境耦合灰色生物膜处理农村灰水及资源化利用技术。基于自研黑灰水分离处理设备，通过生物膜填料结构设计，融合短程硝化反硝化与低负荷生物接触氧法工艺，实现了农村灰水低碳高效处理与资源化利用；通过防渗漏二八结构壳体设计、内置厌氧/兼氧/好氧/沉淀四区，以及PP新料注塑成型工艺，研发出专用净化槽装置。依托负载Fe3O4的PP纤维、串状与网格填料构成均匀挂膜生物床，通过耦合灰水环境培育特殊驯化膜生物群体，实现了物理吸附、生物反应、化学反应三重机制，高效去除COD、氨氮、总磷，满足农村生活污水达标处理需求；经灰色生物膜净化槽系统处理后，通过曝气及气提方式，形成厌氧、兼氧、好氧三相反应环境，并构建内循环回流系统。通过内源消化作用，使污泥、膜分解，从而基本不产生剩余污泥。
项目具有自主知识产权，已获多项国家授权发明专利及软件著作权。项目技术及装备已在原平市西镇乡小泉沟村、原平市中阳乡中庄村实现推广应用，用户使用表明：系统自动化程度高，性能稳定可靠，占地面积小，尾水冲厕回用，有效节约了水资源，应用前景广阔。

1.中凌水环境设备（原平）有限公司  2.中凌水环境设备（临汾）有限公司  3.凌志环保（临泉）有限公司  4.中凌水环境设备（云南）有限公司  5.忻州先泰能源科技有限公司  

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