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我国农村污水治理迫在眉睫，研究人员开展了水轮旋转式生物接触反应器（WRBC）与植物净化系统处理农村污水的研究。该系统对 COD、TN、TP 去除率分别为 76%–87%、52%–66%、67%–79% ，能耗更低，还能资源回收，为农村污水处理提供新方向。
在广袤的农村地区，生活污水的处理一直是个令人头疼的难题。随着我国农村人口的增长和居住区域的分散，大量的农村生活污水产生。然而，由于经济发展水平的限制，尤其是在西南地区的农村，污水收集和处理设施严重不足。未经处理的生活污水肆意排放，就像一个个隐藏的 “污染源炸弹”，严重威胁着农村的水源安全，不仅影响村民的生活质量，还可能引发一系列健康问题。与此同时，传统的污水处理技术，如人工湿地（Constructed Wetland）、生物滤池（Biological Filter）和膜生物反应器技术（Membrane Bioreactor Technology），在应用于农村地区时也面临诸多挑战。这些技术的建设和运营成本较高，对于经济实力较弱的农村地区来说难以承受；而且部分技术受季节变化影响大，在冬季污水处理效果大打折扣；再加上缺乏专业的运维人员，导致一些处理设施闲置或低效运行。
为了解决这些棘手的问题，来自国内的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们构建了一套由水轮旋转式生物接触反应器（WRBC）和植物净化系统组成的新型污水处理工艺，旨在探索其处理农村污水的可行性和运行成本，同时研究长期去除性能和微生物种群结构。这项研究成果发表在《Ecological Engineering》杂志上，为农村污水处理领域带来了新的曙光。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，搭建了规模为 20m3/d 的污水处理设施，该设施集成了厌氧池、污泥循环模块、水轮旋转笼模块和污泥 / 液分离模块等。在启动阶段，向设备中添加特定量的接种污泥，并维持适宜的溶解氧（DO）浓度，同时在植物净化系统中移植水菠菜。此外，还收集了 22 个类似设施的运行数据进行对比分析，并且对生物膜污泥、悬浮污泥以及植物根际污泥的微生物群落进行了分析。
下面来详细看看研究结果。
建设：示范项目位于 106.00°E，29.12°N ，污水通过管网收集自农户和农村养老院，进入调节池后，由主要由不锈钢制成的一体化设备进行处理，水轮旋转笼内填充了特定规格的填料。这一设计为后续污水处理流程奠定了物理基础，确保污水能够在各个模块中有序处理。
启动期：设施运行分为启动期、条件调整期和正式运行期。启动期加入 400kg 含水率 80% 的脱水污泥作为接种污泥，初始混合液悬浮固体（MLSS）浓度为 6300mg/L ，溶解氧（DO）浓度维持在 4.5–6.5mg/L ，同时移植 8000 株水菠菜。这些操作参数的设定为微生物的生长和繁殖创造了良好条件，是污水处理系统稳定运行的关键开端。
污染物去除效率：该系统对化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）的去除率分别达到 76%–87%、52%–66% 和 67%–79%。这一成果表明该系统在去除农村污水中主要污染物方面表现出色，有效降低了污水对环境的污染负荷。
作物种植的资源回收：通过经济作物种植，实现了部分氮和磷的回收利用，作物对 COD、TN 和 TP 的平均利用效率分别为 21.4%、27.5% 和 51.5%。这不仅减少了污染物的排放，还通过作物收获创造了经济效益，实现了资源的循环利用。
运行能耗对比：项目的运行能耗比 A2/O 工艺低 21%–40%，比生物接触氧化工艺低 24%–36%。较低的能耗意味着更低的运行成本，使该技术在农村地区更具推广价值。
微生物群落分析：对 WRBC 系统中的生物膜污泥、悬浮污泥以及植物净化系统中附着在植物根部的污泥进行微生物群落分析和对比，虽然文中未详细阐述分析结果，但这一研究方向有助于深入了解污水处理过程中微生物的作用机制，为优化系统运行提供理论依据。
综合来看，这项研究得出的结论意义重大。研究提出的 WRBC 系统与植物净化系统相结合的工艺，在处理农村污水方面展现出高效的污染物去除能力，同时实现了资源回收和较低的运行能耗。这一成果为农村污水处理提供了一种经济可行的解决方案，有望在农村地区广泛推广应用，助力农村地区实现污水治理与资源回收的双赢，推动农村地区的可持续发展，为农村生态环境的改善和循环经济的发展提供了重要的技术支撑。未来，研究人员可以进一步深入研究微生物群落与污水处理效果之间的关系，优化系统运行参数，提高系统的稳定性和适应性，从而更好地服务于农村污水处理事业。
