近年来，中小型分散污染源成为环境整治的重点，治理方式以就地治理为主。但传统治理方法普遍存在管理难、运行成本高、维护难、可控性差、治理成效低、易造成二次污染等问题，导致整体社会环境效益较低。因此，迫切需要一种新型治理方法，突破瓶颈，解决问题。
1、气动生态氧化沟
1.1 工艺原理
气动生态氧化沟工艺遵循生态学的基本规律，强化生物多样性，以建设水体微环境为中心，具有多元化水生生态微环境与强大的生物食物链。主要工艺原理为：
(1)气动供氧原理：工艺核心为气动氧化沟系统，在气动循环供氧装置配套下，仅用一台低功率的风机即可带动整个水体回流循环并复氧，使水体中的污染因子与生物反应器充分接触，并且稀释了原水，降低了水体中溶解氧的消耗，提高了缓冲能力与抗冲击负荷，延时了曝气效应。在水生植物及水体微环境的系统化设计下，水体生物链得到了全面发展，强大的水生生态食物链及高效的污染因子降解功能，使水体化学需氧量快速降低，从而实现了间歇供氧循环，大大降低了运行成本。
(2)生物膜代谢原理：在氧源充足的条件下，微生物迅速繁殖，填料上的生物膜逐渐增厚，当生物膜达到一定厚度时，生物膜内层逐步开始繁殖兼氧—厌氧菌，并不断扩散，厌氧产生的代谢物(如CH4)逸出，使内层生物膜脱落。在生物膜脱落的填料表面重新形成生物膜，周而复始，生生不息，从而形成以自然规律为基础的生物反应器构件。
1.2 工艺流程
气动生态氧化沟技术的工艺流程为：废水来源→格栅井→厌氧池→生态池→达标出水。该系统构筑物相当简约，应用至今已经过三次以上的技术升级，抗冲击能力强，地理条件许可，均设计为自流系统，节省调节池及节约提升耗能。具体流程如图1。
生态池的第一渠为进水渠，中间渠与第一渠均为循环渠实现延时曝气与抗冲击效应，最后一渠为沉清渠，沉清后出水，其底泥部分被回流至循环渠中继续发挥其应有效应，另一部分则定期回流至厌氧池;厌氧池内布施有能够承载高密度生物膜的生物载体，在物种丰富的生物污泥的补充下，厌氧效应得到高效发挥，从而实现高效分解与降解污染因子;在高效厌氧池的作用下，大大降低了后续治理负荷，同时在延时曝气的生态池上的污染浓度得到快速稀释与降解，极大降低了生态池的需氧量，实现了间歇工作的节能效应，同时在食物链强盛的系统中形成各种共代谢功能，难降解的污染因子及有机污泥得到有效降解，污泥就地降解率高达90%以上。具体循环示意如图2。
2、运行效果
本文选取4个气动生态氧化沟工艺处理的实践案例进行分析，分别为下洋镇溪塔村、东平镇文峰村、下洋镇含春村、达埔镇岩峰村的污水处理项目。
项目的工艺流程设计均为：污水→格栅井→厌氧池→生态池→出水。其中格栅井主要目的是过滤掉污水中的大块物质(如塑料袋等)。厌氧池主要功能为水解酸化。生态池主要功能是降解水中的污染物质(4个案例项目均建设于工艺升级前，生态池最后的渠并非沉清渠设计)。
设计目标：污水经过水生态技术污水处理系统，出水主要水质指标优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，主要水质指标见表1。
2.1 主要污染物去除率分析
经永春县环保局验收，4个项目的进出水质及主要污染物的去除率等检测数据见表2。
从表2可见，气动生态氧化沟工艺对COD的去除率在85%～92%，BOD去除率也达到了98%～99%，氨氮去除率高达98%～100%，出水水质优于预计的目标，由此可得该工艺对COD、BOD及氨氮均有良好的去除效果。该工艺未建沉淀池，出水水质的悬浮物SS平均值达到13mg/L，说明该系统同样对于SS及污泥也有很好的去除效果。
2.2 耗能分析
气动生态氧化沟属微动力系统，设备非常简单。自流系统仅风机运行需用电，非自流系统则多了提升泵的耗能。溪塔村、文峰村等项目的运行(风机)年耗能仅需1200～3200元。气动生态氧化沟稳定工作的耗能很小，是节能系统的体现。
2.3 稳定性分析
通过项目验收时的不同时间取水的水质检测，考量整个系统的稳定性。依据溪塔、文峰、含春、岩峰4个项目进出口浓度对比，COD浓度范围在182～68.2mg/L，NH3-N的浓度范围48.9～6.2mg/L，从浓度变化来看，符合农村污水水质不均匀的特点，经过气动生态氧化沟系统处理后，出水浓度稳定在一定范围内，没有大的波动，系统处理后的水质稳定。综上所述：气动生态氧化沟系统出水水质具有良好的稳定性。
2.4 占地面积分析
4个项目采用的工艺流程与各功能区占地面积见表3。
气动生态氧化沟的系统工艺简单，处理流程一致，采用进水-格栅井-厌氧池-生态池-出水的工艺，其中厌氧池等地埋式面积可以覆土作为绿化工地，而气动生态氧化沟面上的水生花圃可作为景观绿化，既能节约土地资源，又能绿化美观。占地面积较传统氧化沟工艺占地面积小，也无需大规模进行施工建设构筑物，仅需要基础工艺的施工建设，省时省力。
3、效益分析
3.1 环境效益与社会效益
污水处理工程建设对于改善农村环境，保障人民身体健康具有极为重要的意义，其环境效益日益明显。以东平镇文峰村为例，每年可降解COD4.19吨，降解氨氮1.15吨，且可以有效保证河道、湖泊等水质质量，出水还可运用于景观、绿化等，填补地表水的流失。
3.2 经济效益
相对传统的工艺，气动生态氧化沟工艺在建设成本上可节约20%～30%的造价;在用地面积上，可节约30%～50%;在运行成本上，每吨水的运行费用可以节约50%～70%，具有较高的直接经济效益。
4、结论
通过该项目的应用分析，可以得出气动生态氧化沟技术在农村污水治理中具有以下突出特点：
(1)效率高。
气动生态氧化沟工艺对于COD、BOD、SS、NH3-N等污染因子，具有较高的去除率，出水水质好。其中COD去除率85%～92%，BOD去除率98%～99%，氨氮去除率高达98%～100%，出水SS平均值达到13mg/L。
(2)耗能低。
气动生态氧化沟工艺的自流系统耗能，仅为风机运行所需的电量，非自流系统则多了提升泵的耗能。溪塔村、文峰村等项目的运行(风机)年耗能仅需1200～3200元。
(3)出水水质稳定性好。
经气动生态氧化沟工艺处理后，各项目的出水浓度都稳定在一定范围内，没有出现大的波动，其中COD的浓度范围在68.2～182mg/L，NH3-N的浓度范围在6.2～48.9mg/L。
(4)管理简单。
气动生态氧化沟为遵循生态学基本规律的纯生态系统，运行管理时不需过多的人工介质干预生物食物链的发展，因此，管理人员只需要管理好电控设施即可。
(5)工艺简单。
无需调节池、沉淀池、污泥池及污泥处理设备，在每天8～16个小时工作状态下可完成有机污泥就地降解。(来源：福建环卫士环保研究院有限公司)
