微孔曝氣與生物膜法處理農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，但實際上農村的環(huán)保才是占據中國幅員面積比例更大的部分。我國是農業(yè)大國，農村中小河道的水污染問題非常嚴重而突出，農村河道的主要污染源包括化肥和農藥污染，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用，指出微孔曝氣技術的研究重點，綜合國內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。

關鍵詞 微孔曝氣；生物膜法；處理；農村；受污染水體

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

在實際的生產和生活中，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，希望能夠結合生物膜法，采用廣泛的污水處理技術，對污水的處理產生更加直接的影響，尤其是實驗對比多種不同水力停留時間，對于污染中的化學元素的影響次數，生物膜載體的技術應用也應該格外重視。目前，我國的環(huán)保中心主要集中在城市，對于農村水污染問題的重視不夠，因此中央財政部門專門調撥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 我國農村河道的主要污染源種類

1.1 氮磷含量豐富、營養(yǎng)化嚴重

目前，我國農村水污染的狀況比較嚴重，化肥的過量使用是主要的問題，由于化肥使用過多，土壤板結化情況嚴重，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)化問題非常嚴重，我國經濟發(fā)展迅速的南方農業(yè)省份情況尤其讓人擔憂。由于地下水中化肥元素的濃度，有的已經超過79%。通過對農村地區(qū)的調查，發(fā)現當地河道水污染的主要成分是生活污水、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)定的生化技術可以為農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，水質有可能會產生較大的波動。對比枯水期和水流旺盛期的污染參數可以看出，在我國不同的農村地區(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，其水質情況也可能隨著季節(jié)的變化而產生非常大的波動[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，可以在短時間內達到理想的效果。生物膜法具有很強的經濟性，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，通常不太適應大型河流的污染處理，但對于農村的小型河道處理以及農村河道中生物污染比較嚴重的現象，則相對比較適用，這些方法有時也可以結合化學修復方法并行使用[3]。曝氣技術常用來處理黑臭河道的污染問題，如較為嚴重的污水處理廠周圍的生活污水。城市生活污水對于農村中黑臭河道的影響較大，尤其是城市周邊的農村河道，而此法作為一種非常經濟高效，而且不存在二次污染的處理方法，很適合應用于農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、生物轉盤的生物接觸氧化等方法，到了20世紀70年代以后，出現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。在水量和水質方面，新的生物膜法由于產生的物料比較少，不會產生污泥膨脹的問題，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，越來越廣泛地被應用在污水處理的過程中，通過投放實驗發(fā)現，新型掛膜填料的性能掛膜速度快、負載數量大，而且生物膜抗沖擊負荷能力強，重復利用率更好，在清水中反復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相結合之后，可以產生非常良好的復合性效果，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，非常適應中國的國情，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，已經擁有了大量成功的研究案例，是未來研究的重點，也是聯合人工濕地和生物膜技術進行河流改造的重點應用方向之一。

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，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，2001.

[3]肖羽堂，吳鳴，劉輝，等.彈性填料微孔曝氣生物膜法修復污染水源除NH4+-N[J].環(huán)境科學，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備[J].化工給排水設計，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.

（責任編輯：劉昀）endprint