论文部分内容阅读
摘 要 发展中国家所面临的环境问题相对比较突出，尤其是水环境问题。我国环保事业的重心集中在城市，但实际上农村的环保才是占据中国幅员面积比例更大的部分。我国是农业大国，农村中小河道的水污染问题非常严重而突出，农村河道的主要污染源包括化肥和农药污染，牲畜养殖粪便污染，乡镇企业工业和化学生活污水的污染等。基于此，希望通过生物膜法的研究，对于常见的生物填料进行研究和应用，指出微孔曝气技术的研究重点，综合国内外研究人员的研究成果，找出解决对策，对于污水处理厂曝气系统的优化，提供理论借鉴。
关键词 微孔曝气；生物膜法；处理；农村；受污染水体
中图分类号：X52；X703 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.060
在实际的生产和生活中，人们常常使用微孔曝气生物膜法连接方式，综合考虑去除有机物和磷、氮的污染，希望能够结合生物膜法，采用广泛的污水处理技术，对污水的处理产生更加直接的影响，尤其是实验对比多种不同水力停留时间，对于污染中的化学元素的影响次数，生物膜载体的技术应用也应该格外重视。目前，我国的环保中心主要集中在城市，对于农村水污染问题的重视不够，因此中央财政部门专门调拨10亿专项资金，选取25个中小河流为重点治理线路，希望能够在试点的村庄，进行有代表性的水质监测和改善，从而为未来水污染问题的解决作出巨大的贡献[1]。
1 我国农村河道的主要污染源种类
1.1 氮磷含量丰富、营养化严重
目前，我国农村水污染的状况比较严重，化肥的过量使用是主要的问题，由于化肥使用过多，土壤板结化情况严重，肥料的利用率和实际使用效率相对较低，化肥被雨水冲刷到河流后，河流的营养化问题非常严重，我国经济发展迅速的南方农业省份情况尤其让人担忧。由于地下水中化肥元素的浓度，有的已经超过79%。通过对农村地区的调查，发现当地河道水污染的主要成分是生活污水、企业废水、化肥中的化合物、有机物悬浮物以及磷和氨等。因此，实际上具有比较高的可生化性，在不同的曝气时间之下，稳定的生化技术可以为农村生活污水提供最佳的脱氮和除磷效果，尤其是采用人工复合生态法去除污水，可以具有良好的去除效果。
1.2 河道水体流速相对缓慢、溶解氧含量很低
由于农村河流河道相对比较狭窄，水流量比较小，因此水体流速一般非常缓慢，随着污染物进入水体之后，水体的自清洁能力逐渐下降，溶解氧的消耗非常快，尤其是在农村河道枯水期，由于水流流速相对比较缓慢，污染扩散较弱，但是，在快速流入河流中的溶解氧，由于含量较低，水体的自污染排除能力相对小河流流速大，带来的污染范围相对比较广泛，水质有可能会产生较大的波动。对比枯水期和水流旺盛期的污染参数可以看出，在我国不同的农村地区，由于河流受污染的程度有非常大的差异，即使是同一条河流，其水质情况也可能随着季节的变化而产生非常大的波动[2]。
2 微孔曝气生物膜法处理污染水体的实验及结论
2.1 生物方法及使用优点
生物方法一般包括微生物强化法和生物膜法，微生物强化的方法操作非常简单，可以在短时间内达到理想的效果。生物膜法具有很强的经济性，成本相对较低，且处理效果很好。生物膜法也有缺点，即无法去除水体中的难降解生物，污染物微生物活性受到温度、酸碱值等一些环境条件的影响，其影响效率和影响效果较大，通常不太适应大型河流的污染处理，但对于农村的小型河道处理以及农村河道中生物污染比较严重的现象，则相对比较适用，这些方法有时也可以结合化学修复方法并行使用[3]。曝气技术常用来处理黑臭河道的污染问题，如较为严重的污水处理厂周围的生活污水。城市生活污水对于农村中黑臭河道的影响较大，尤其是城市周边的农村河道，而此法作为一种非常经济高效，而且不存在二次污染的处理方法，很适合应用于农村广泛受污染的河道对于氮元素和磷元素的去除。
2.2 生物膜法研究的新进展和应用
生物膜法是利用微生物来去除废水中的有机物，这种高效的废水处理方法，比传统的生物膜法有更多的好处，以前的生物膜法主要是用生物滤池、生物转盘的生物接触氧化等方法，到了20世纪70年代以后，出现了淹没式生物滤池和生物流化床等。近几年来，由于新填料不断的开发，各种工艺和技术在引进的过程中，促使生物膜法得到了快速的发展，被广泛地应用到污水处理中，成为一种非常高效的污水脱氮处理方法，这种处理方法受到了国人的广泛关注[4]。生物膜法相对传统方法而言，管理起来非常方便，费用也相对较低，在微生物种类方面逐渐丰富，且存活时间越来越长。在水量和水质方面，新的生物膜法由于产生的物料比较少，不会产生污泥膨胀的问题，但生物膜法的缺点也是非常明显。这几年来，一种新型的挂膜填料从美国引进，这种生态性的水处理软性填料，在十几年前被引入中国之后，越来越广泛地被应用在污水处理的过程中，通过投放实验发现，新型挂膜填料的性能挂膜速度快、负载数量大，而且生物膜抗冲击负荷能力强，重复利用率更好，在清水中反复漂洗浸泡之后仍可以使用，具有良好的去除效果[5]。如果与其他的污水处理技术相结合之后，可以产生非常良好的复合性效果，如目前研究较多的电极生物膜法，将电极作为生物膜的载体，利用微电解水释放氢元素，可以很好地营造生物附近的缺氧环境，有利于反硝化菌的生长。
3 结语
良好的氧气生物处理是污水处理厂的中心环节，生物膜法曝气设备是利用氧微生物处理的核心组件，曝气不仅可以提供好氧微生物所需要的溶解氧，还可以搅动水体，增加微生物和溶解氧的接触面积，从而大大提高污染物的去除率。生物膜法这种高效的保险技术，非常适应中国的国情，优化微孔曝气充氧性能在处理生活污水和黑臭河道的治理方面，已经拥有了大量成功的研究案例，是未来研究的重点，也是联合人工湿地和生物膜技术进行河流改造的重点应用方向之一。
参考文献
[1]杨长明，荆亚超，沈烁，等.微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响[J].环境化学，2015，34（6）：1150-1157.
[2]谯华.生物流化床处理药厂废水的研究[D].昆明：昆明理工大學，2001.
[3]肖羽堂，吴鸣，刘辉，等.弹性填料微孔曝气生物膜法修复污染水源除NH4+-N[J].环境科学，2001（3）：40-43.
[4]唐传祥，马黎军.新型生物膜法废水处理中的曝气充氧设备[J].化工给排水设计，1993（4）：4-12.
[5]陈耀章，张家芳，庄捷，等.生物膜法氧化沟处理石化综合废水[J].石油化工环境保护，1993（2）：20-25.
（责任编辑：刘昀）
关键词 微孔曝气；生物膜法；处理；农村；受污染水体
中图分类号：X52；X703 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.060
在实际的生产和生活中，人们常常使用微孔曝气生物膜法连接方式，综合考虑去除有机物和磷、氮的污染，希望能够结合生物膜法，采用广泛的污水处理技术，对污水的处理产生更加直接的影响，尤其是实验对比多种不同水力停留时间，对于污染中的化学元素的影响次数，生物膜载体的技术应用也应该格外重视。目前，我国的环保中心主要集中在城市，对于农村水污染问题的重视不够，因此中央财政部门专门调拨10亿专项资金，选取25个中小河流为重点治理线路，希望能够在试点的村庄，进行有代表性的水质监测和改善，从而为未来水污染问题的解决作出巨大的贡献[1]。
1 我国农村河道的主要污染源种类
1.1 氮磷含量丰富、营养化严重
目前，我国农村水污染的状况比较严重，化肥的过量使用是主要的问题，由于化肥使用过多，土壤板结化情况严重，肥料的利用率和实际使用效率相对较低，化肥被雨水冲刷到河流后，河流的营养化问题非常严重，我国经济发展迅速的南方农业省份情况尤其让人担忧。由于地下水中化肥元素的浓度，有的已经超过79%。通过对农村地区的调查，发现当地河道水污染的主要成分是生活污水、企业废水、化肥中的化合物、有机物悬浮物以及磷和氨等。因此，实际上具有比较高的可生化性，在不同的曝气时间之下，稳定的生化技术可以为农村生活污水提供最佳的脱氮和除磷效果，尤其是采用人工复合生态法去除污水，可以具有良好的去除效果。
1.2 河道水体流速相对缓慢、溶解氧含量很低
由于农村河流河道相对比较狭窄，水流量比较小，因此水体流速一般非常缓慢，随着污染物进入水体之后，水体的自清洁能力逐渐下降，溶解氧的消耗非常快，尤其是在农村河道枯水期，由于水流流速相对比较缓慢，污染扩散较弱，但是，在快速流入河流中的溶解氧，由于含量较低，水体的自污染排除能力相对小河流流速大，带来的污染范围相对比较广泛，水质有可能会产生较大的波动。对比枯水期和水流旺盛期的污染参数可以看出，在我国不同的农村地区，由于河流受污染的程度有非常大的差异，即使是同一条河流，其水质情况也可能随着季节的变化而产生非常大的波动[2]。
2 微孔曝气生物膜法处理污染水体的实验及结论
2.1 生物方法及使用优点
生物方法一般包括微生物强化法和生物膜法，微生物强化的方法操作非常简单，可以在短时间内达到理想的效果。生物膜法具有很强的经济性，成本相对较低，且处理效果很好。生物膜法也有缺点，即无法去除水体中的难降解生物，污染物微生物活性受到温度、酸碱值等一些环境条件的影响，其影响效率和影响效果较大，通常不太适应大型河流的污染处理，但对于农村的小型河道处理以及农村河道中生物污染比较严重的现象，则相对比较适用，这些方法有时也可以结合化学修复方法并行使用[3]。曝气技术常用来处理黑臭河道的污染问题，如较为严重的污水处理厂周围的生活污水。城市生活污水对于农村中黑臭河道的影响较大，尤其是城市周边的农村河道，而此法作为一种非常经济高效，而且不存在二次污染的处理方法，很适合应用于农村广泛受污染的河道对于氮元素和磷元素的去除。
2.2 生物膜法研究的新进展和应用
生物膜法是利用微生物来去除废水中的有机物，这种高效的废水处理方法，比传统的生物膜法有更多的好处，以前的生物膜法主要是用生物滤池、生物转盘的生物接触氧化等方法，到了20世纪70年代以后，出现了淹没式生物滤池和生物流化床等。近几年来，由于新填料不断的开发，各种工艺和技术在引进的过程中，促使生物膜法得到了快速的发展，被广泛地应用到污水处理中，成为一种非常高效的污水脱氮处理方法，这种处理方法受到了国人的广泛关注[4]。生物膜法相对传统方法而言，管理起来非常方便，费用也相对较低，在微生物种类方面逐渐丰富，且存活时间越来越长。在水量和水质方面，新的生物膜法由于产生的物料比较少，不会产生污泥膨胀的问题，但生物膜法的缺点也是非常明显。这几年来，一种新型的挂膜填料从美国引进，这种生态性的水处理软性填料，在十几年前被引入中国之后，越来越广泛地被应用在污水处理的过程中，通过投放实验发现，新型挂膜填料的性能挂膜速度快、负载数量大，而且生物膜抗冲击负荷能力强，重复利用率更好，在清水中反复漂洗浸泡之后仍可以使用，具有良好的去除效果[5]。如果与其他的污水处理技术相结合之后，可以产生非常良好的复合性效果，如目前研究较多的电极生物膜法，将电极作为生物膜的载体，利用微电解水释放氢元素，可以很好地营造生物附近的缺氧环境，有利于反硝化菌的生长。
3 结语
良好的氧气生物处理是污水处理厂的中心环节，生物膜法曝气设备是利用氧微生物处理的核心组件，曝气不仅可以提供好氧微生物所需要的溶解氧，还可以搅动水体，增加微生物和溶解氧的接触面积，从而大大提高污染物的去除率。生物膜法这种高效的保险技术，非常适应中国的国情，优化微孔曝气充氧性能在处理生活污水和黑臭河道的治理方面，已经拥有了大量成功的研究案例，是未来研究的重点，也是联合人工湿地和生物膜技术进行河流改造的重点应用方向之一。
参考文献
[1]杨长明，荆亚超，沈烁，等.微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响[J].环境化学，2015，34（6）：1150-1157.
[2]谯华.生物流化床处理药厂废水的研究[D].昆明：昆明理工大學，2001.
[3]肖羽堂，吴鸣，刘辉，等.弹性填料微孔曝气生物膜法修复污染水源除NH4+-N[J].环境科学，2001（3）：40-43.
[4]唐传祥，马黎军.新型生物膜法废水处理中的曝气充氧设备[J].化工给排水设计，1993（4）：4-12.
[5]陈耀章，张家芳，庄捷，等.生物膜法氧化沟处理石化综合废水[J].石油化工环境保护，1993（2）：20-25.
（责任编辑：刘昀）