微孔曝氣與生物膜法處理農(nóng)村受污染水體實驗分析

楊文靜

摘 要 發(fā)展中國家所面臨的環(huán)境問題相對比較突出，尤其是水環(huán)境問題。我國環(huán)保事業(yè)的重心集中在城市，但實際上農(nóng)村的環(huán)保才是占據(jù)中國幅員面積比例更大的部分。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村中小河道的水污染問題非常嚴(yán)重而突出，農(nóng)村河道的主要污染源包括化肥和農(nóng)藥污染，牲畜養(yǎng)殖糞便污染，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)和化學(xué)生活污水的污染等。基于此，希望通過生物膜法的研究，對于常見的生物填料進行研究和應(yīng)用，指出微孔曝氣技術(shù)的研究重點，綜合國內(nèi)外研究人員的研究成果，找出解決對策，對于污水處理廠曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化，提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞 微孔曝氣；生物膜法；處理；農(nóng)村；受污染水體

中圖分類號：X52；X703 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.060

在實際的生產(chǎn)和生活中，人們常常使用微孔曝氣生物膜法連接方式，綜合考慮去除有機物和磷、氮的污染，希望能夠結(jié)合生物膜法，采用廣泛的污水處理技術(shù)，對污水的處理產(chǎn)生更加直接的影響，尤其是實驗對比多種不同水力停留時間，對于污染中的化學(xué)元素的影響次數(shù)，生物膜載體的技術(shù)應(yīng)用也應(yīng)該格外重視。目前，我國的環(huán)保中心主要集中在城市，對于農(nóng)村水污染問題的重視不夠，因此中央財政部門專門調(diào)撥10億專項資金，選取25個中小河流為重點治理線路，希望能夠在試點的村莊，進行有代表性的水質(zhì)監(jiān)測和改善，從而為未來水污染問題的解決作出巨大的貢獻[1]。

1 我國農(nóng)村河道的主要污染源種類

1.1 氮磷含量豐富、營養(yǎng)化嚴(yán)重

目前，我國農(nóng)村水污染的狀況比較嚴(yán)重，化肥的過量使用是主要的問題，由于化肥使用過多，土壤板結(jié)化情況嚴(yán)重，肥料的利用率和實際使用效率相對較低，化肥被雨水沖刷到河流后，河流的營養(yǎng)化問題非常嚴(yán)重，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速的南方農(nóng)業(yè)省份情況尤其讓人擔(dān)憂。由于地下水中化肥元素的濃度，有的已經(jīng)超過79%。通過對農(nóng)村地區(qū)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾拥浪廴镜闹饕煞质巧钗鬯?、企業(yè)廢水、化肥中的化合物、有機物懸浮物以及磷和氨等。因此，實際上具有比較高的可生化性，在不同的曝氣時間之下，穩(wěn)定的生化技術(shù)可以為農(nóng)村生活污水提供最佳的脫氮和除磷效果，尤其是采用人工復(fù)合生態(tài)法去除污水，可以具有良好的去除效果。

1.2 河道水體流速相對緩慢、溶解氧含量很低

由于農(nóng)村河流河道相對比較狹窄，水流量比較小，因此水體流速一般非常緩慢，隨著污染物進入水體之后，水體的自清潔能力逐漸下降，溶解氧的消耗非常快，尤其是在農(nóng)村河道枯水期，由于水流流速相對比較緩慢，污染擴散較弱，但是，在快速流入河流中的溶解氧，由于含量較低，水體的自污染排除能力相對小河流流速大，帶來的污染范圍相對比較廣泛，水質(zhì)有可能會產(chǎn)生較大的波動。對比枯水期和水流旺盛期的污染參數(shù)可以看出，在我國不同的農(nóng)村地區(qū)，由于河流受污染的程度有非常大的差異，即使是同一條河流，其水質(zhì)情況也可能隨著季節(jié)的變化而產(chǎn)生非常大的波動[2]。

2 微孔曝氣生物膜法處理污染水體的實驗及結(jié)論

2.1 生物方法及使用優(yōu)點

生物方法一般包括微生物強化法和生物膜法，微生物強化的方法操作非常簡單，可以在短時間內(nèi)達到理想的效果。生物膜法具有很強的經(jīng)濟性，成本相對較低，且處理效果很好。生物膜法也有缺點，即無法去除水體中的難降解生物，污染物微生物活性受到溫度、酸堿值等一些環(huán)境條件的影響，其影響效率和影響效果較大，通常不太適應(yīng)大型河流的污染處理，但對于農(nóng)村的小型河道處理以及農(nóng)村河道中生物污染比較嚴(yán)重的現(xiàn)象，則相對比較適用，這些方法有時也可以結(jié)合化學(xué)修復(fù)方法并行使用[3]。曝氣技術(shù)常用來處理黑臭河道的污染問題，如較為嚴(yán)重的污水處理廠周圍的生活污水。城市生活污水對于農(nóng)村中黑臭河道的影響較大，尤其是城市周邊的農(nóng)村河道，而此法作為一種非常經(jīng)濟高效，而且不存在二次污染的處理方法，很適合應(yīng)用于農(nóng)村廣泛受污染的河道對于氮元素和磷元素的去除。

2.2 生物膜法研究的新進展和應(yīng)用

生物膜法是利用微生物來去除廢水中的有機物，這種高效的廢水處理方法，比傳統(tǒng)的生物膜法有更多的好處，以前的生物膜法主要是用生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤的生物接觸氧化等方法，到了20世紀(jì)70年代以后，出現(xiàn)了淹沒式生物濾池和生物流化床等。近幾年來，由于新填料不斷的開發(fā)，各種工藝和技術(shù)在引進的過程中，促使生物膜法得到了快速的發(fā)展，被廣泛地應(yīng)用到污水處理中，成為一種非常高效的污水脫氮處理方法，這種處理方法受到了國人的廣泛關(guān)注[4]。生物膜法相對傳統(tǒng)方法而言，管理起來非常方便，費用也相對較低，在微生物種類方面逐漸豐富，且存活時間越來越長。在水量和水質(zhì)方面，新的生物膜法由于產(chǎn)生的物料比較少，不會產(chǎn)生污泥膨脹的問題，但生物膜法的缺點也是非常明顯。這幾年來，一種新型的掛膜填料從美國引進，這種生態(tài)性的水處理軟性填料，在十幾年前被引入中國之后，越來越廣泛地被應(yīng)用在污水處理的過程中，通過投放實驗發(fā)現(xiàn)，新型掛膜填料的性能掛膜速度快、負(fù)載數(shù)量大，而且生物膜抗沖擊負(fù)荷能力強，重復(fù)利用率更好，在清水中反復(fù)漂洗浸泡之后仍可以使用，具有良好的去除效果[5]。如果與其他的污水處理技術(shù)相結(jié)合之后，可以產(chǎn)生非常良好的復(fù)合性效果，如目前研究較多的電極生物膜法，將電極作為生物膜的載體，利用微電解水釋放氫元素，可以很好地營造生物附近的缺氧環(huán)境，有利于反硝化菌的生長。

3 結(jié)語

良好的氧氣生物處理是污水處理廠的中心環(huán)節(jié)，生物膜法曝氣設(shè)備是利用氧微生物處理的核心組件，曝氣不僅可以提供好氧微生物所需要的溶解氧，還可以攪動水體，增加微生物和溶解氧的接觸面積，從而大大提高污染物的去除率。生物膜法這種高效的保險技術(shù)，非常適應(yīng)中國的國情，優(yōu)化微孔曝氣充氧性能在處理生活污水和黑臭河道的治理方面，已經(jīng)擁有了大量成功的研究案例，是未來研究的重點，也是聯(lián)合人工濕地和生物膜技術(shù)進行河流改造的重點應(yīng)用方向之一。

參考文獻

[1]楊長明，荊亞超，沈爍，等.微孔曝氣與覆蓋對城市重污染河道底泥磷形態(tài)分布及釋放過程的影響[J].環(huán)境化學(xué)，2015，34（6）：1150-1157.

[2]譙華.生物流化床處理藥廠廢水的研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2001.

[3]肖羽堂，吳鳴，劉輝，等.彈性填料微孔曝氣生物膜法修復(fù)污染水源除NH4+-N[J].環(huán)境科學(xué)，2001（3）：40-43.

[4]唐傳祥，馬黎軍.新型生物膜法廢水處理中的曝氣充氧設(shè)備[J].化工給排水設(shè)計，1993（4）：4-12.

[5]陳耀章，張家芳，莊捷，等.生物膜法氧化溝處理石化綜合廢水[J].石油化工環(huán)境保護，1993（2）：20-25.

（責(zé)任編輯：劉昀）endprint