韓苗苗　王博　李中天　劉思辰

摘要：為了有效控制農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的污染，需要積極借助先進(jìn)的科技工藝，其中很關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容就是將村鎮(zhèn)小區(qū)污水進(jìn)行處理，得到可以用于農(nóng)業(yè)灌溉的水源，達(dá)到良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益，目前運(yùn)用最廣泛的工藝是SBMBBR，這種工藝能夠有效去除村鎮(zhèn)污水中的氮和磷，促使經(jīng)過處理的污水能夠用于農(nóng)業(yè)灌溉，實(shí)現(xiàn)污水的有效回收利用。本文就SBMBBR工藝在村鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：SBMBBR工藝;村鎮(zhèn)小區(qū)污水;農(nóng)業(yè)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S273.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191115002

基金項(xiàng)目：吉林省教育廳“十三五”科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“SBMBBR工藝對(duì)村鎮(zhèn)小區(qū)生活污水處理效果研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JJKH20181345KJ）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的深入，各種污染問題也不斷出現(xiàn)，并給自然生態(tài)環(huán)境帶來了一定的負(fù)面作用。針對(duì)村鎮(zhèn)地區(qū)的小區(qū)污水，引進(jìn)了科學(xué)有效的處理工藝SBMBBR，這種工藝能夠有效去除村鎮(zhèn)小區(qū)污水中的氮和磷等化學(xué)物質(zhì)，從而將村鎮(zhèn)小區(qū)的污水轉(zhuǎn)化為能夠用于農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的灌溉水源，實(shí)現(xiàn)資源的有效回收利用，充分發(fā)揮水資源的作用。這項(xiàng)技術(shù)在今后將得到更加廣泛的運(yùn)用，對(duì)處理村鎮(zhèn)小區(qū)生活污水及當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展具有積極作用。

1 我國(guó)農(nóng)村地區(qū)氮、磷污染現(xiàn)狀及其危害

1.1 我國(guó)氮磷污染簡(jiǎn)介

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，很多生產(chǎn)生活活動(dòng)都會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染破壞，當(dāng)前我國(guó)水體面臨的最為嚴(yán)重的污染就是氮和磷污染，這2種物質(zhì)進(jìn)入水體以后，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而對(duì)其整體生態(tài)平衡造成破壞，也會(huì)影響到水體的實(shí)際運(yùn)用。就村鎮(zhèn)的水體而言，污水排放是導(dǎo)致水體污染的一個(gè)重要原因，因?yàn)榇彐?zhèn)小區(qū)的生活污水中含有大量的氮和磷等物質(zhì)，這種污水不經(jīng)處理流入自然水體以后，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮w的嚴(yán)重污染。基于此，有必要針對(duì)村鎮(zhèn)小區(qū)污水進(jìn)行有效處理，減少對(duì)自然水體的污染，并將污水轉(zhuǎn)化為可以用于周圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的水源，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。

1.2 氮、磷的來源及其對(duì)環(huán)境的危害

一般來講，水體中的氮和磷元素有2種來源，外界進(jìn)入水體氮和磷;水體泥地中經(jīng)過反應(yīng)釋放出來的氮和磷。由外界進(jìn)入水體的氮和磷，主要是各種生產(chǎn)生活活動(dòng)，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的化肥，農(nóng)業(yè)廢棄物自然風(fēng)化后進(jìn)入水體的氮和磷，以及村鎮(zhèn)小區(qū)居民生活污水、當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)污水等直接流入自然水體，在這些廢水中含有大量的氮和磷等物質(zhì)。村鎮(zhèn)小區(qū)生活污水中的氮和磷主要來自人們生活過程中使用的各種化學(xué)物品，如含磷洗衣粉。當(dāng)這些富含氮和磷的污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入自然環(huán)境后，會(huì)導(dǎo)致自然水體出現(xiàn)嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而改變水體原有的生態(tài)平衡，促使水中各種植物大量繁殖，而水中原有的藻類大量繁殖，對(duì)水體整體的生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重破壞。在藻類的生長(zhǎng)繁殖過程中，需要消耗大量氧氣，這會(huì)降低水體中的氧氣含量，促使水體中各種水生生物難以獲得足量的氧氣，對(duì)其生存造成嚴(yán)重威脅。

2 傳統(tǒng)的生物脫氮除磷的原理

生物脫氮技術(shù)發(fā)展較早，但直到20世紀(jì)70—80年代才得到廣泛應(yīng)用，到如今已經(jīng)發(fā)展成為一種非常成熟的脫氮工藝。針對(duì)自然水體中的氮和磷，所制定的生物脫氮方法是在水體中放入相關(guān)的微生物，促使微生物將水體中的含氮有機(jī)物進(jìn)行降解，發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為無害的氣體釋放到大氣中，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中氮的有效分解，達(dá)到降低水體中氮含量的效果，提高水體的生態(tài)效果，促使其滿足各種生物的生長(zhǎng)需要，達(dá)到最佳的生態(tài)效益。

村鎮(zhèn)小區(qū)的生活污水是自然水體中氮和磷的主要來源，尤其是含磷洗衣粉使用后污水直接排入自然水體，導(dǎo)致自然水體中氮和磷的含量大幅增加。研究發(fā)現(xiàn)，部分微生物能夠有效吸收水體中的磷，將其轉(zhuǎn)化為無害的氣體排放，從而降低了水體中氮和磷的含量。使用微生物來降低水體中磷的含量，主要有以下2種方法。

厭氧釋放磷元素：在厭氧環(huán)境下，聚磷菌能夠針對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分解，同時(shí)產(chǎn)生大量ATP，ATP可以把污水中的各種有機(jī)物進(jìn)行攝入，并將其進(jìn)行存儲(chǔ)，這個(gè)過程能夠?qū)⒘姿後尫?，最終達(dá)到消除水中磷物質(zhì)的效果。

好氧攝取磷元素：在好氧環(huán)境下，聚磷菌可以把自身的有機(jī)物實(shí)現(xiàn)氧化分解，這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生大量能量，這些能量能夠運(yùn)輸相關(guān)的磷和對(duì)應(yīng)的ATP。在水體環(huán)境下，當(dāng)存在大量可溶性磷酸鹽以及對(duì)應(yīng)的能量時(shí)，ATP可以將其轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽，并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)部，這個(gè)過程將有效清除水體中的磷物質(zhì)，最終對(duì)水體實(shí)現(xiàn)潔凈效果。

3 SBMBBR工藝的研究及其應(yīng)用

污水排放是導(dǎo)致村鎮(zhèn)水體污染的一個(gè)重要原因，因?yàn)榇彐?zhèn)小區(qū)的生活污水中含有大量的氮和磷等物質(zhì)，這種污水不經(jīng)處理流入自然水體以后，就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮w的嚴(yán)重污染。針對(duì)這種情況，SBMBBR工藝得到廣泛運(yùn)用，并在實(shí)踐運(yùn)用過程中逐漸發(fā)展完善，已經(jīng)成為一種相對(duì)成熟的污水處理工藝。

SBMBBR的中文叫做移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器，能夠處理多種生活污水，有效清除水體中的氮和磷等污染物，具有多種優(yōu)點(diǎn)。具體來講，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，具有良好的靈活性，可以根據(jù)需要在不同環(huán)境下運(yùn)行，比如可以在厭氧和好氧環(huán)境下進(jìn)行工作，均能達(dá)到良好的工作效果。不僅如此，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器還可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)使用，達(dá)到良好的運(yùn)用效果。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器特別適用于各種生活污水的潔凈和轉(zhuǎn)化，具有良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器即SBMBBR污水凈化工藝，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮出積極作用。在具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器不需要設(shè)立單獨(dú)的反應(yīng)場(chǎng)所，因此具有良好的靈活性和實(shí)用性，只需要根據(jù)實(shí)際對(duì)相關(guān)的曝氣池進(jìn)行改進(jìn)，促使移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工藝發(fā)揮出對(duì)應(yīng)效果。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在實(shí)踐過程中具有適應(yīng)性強(qiáng)，簡(jiǎn)單易行，取材簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有占地面積較小的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)資源的消耗較小;此外，在工作過程中，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器也可以達(dá)到良好的工作量，具有良好的實(shí)踐運(yùn)用效果。

4 SBMBBR工藝的發(fā)展趨勢(shì)

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器污水凈化工藝在實(shí)踐運(yùn)用過程中具有良好效果，不僅對(duì)成本要求較低，而且還具有操作便捷的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠達(dá)到良好的實(shí)踐效果。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在實(shí)踐操作過程中，相對(duì)簡(jiǎn)單易行，尤其是適用于村鎮(zhèn)生活污水的處理。根據(jù)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器使用效果分析結(jié)果，這種工藝能夠有效改善村鎮(zhèn)污水處理的各項(xiàng)指標(biāo)，有效降低污水中氮和磷的含量，促使其達(dá)到相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，成為周邊農(nóng)村進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效水源，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

4.1 開發(fā)新型的SBMBBR填充材料

在移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工藝使用過程中，要根據(jù)需要配合使用一定的填充材料，為了進(jìn)一步降低成本，提高移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的實(shí)踐運(yùn)用效果，需要根據(jù)實(shí)際情況開發(fā)出新的填充材料。針對(duì)南方部分地區(qū)的村鎮(zhèn)生活污水的處理，可以科學(xué)運(yùn)用生物陶顆粒，這種材料能夠達(dá)到良好的水力負(fù)擔(dān)效果，因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的實(shí)踐運(yùn)用效果。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在運(yùn)用過程中還可以根據(jù)需要添加凹凸棒石來進(jìn)一步優(yōu)化凈化效果，這個(gè)過程可以改變聚氨酯生物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，因此有助于進(jìn)一步強(qiáng)化其使用效果。

4.2 將SBMBBR工藝與其他工藝進(jìn)行組合

為了達(dá)到最佳的村鎮(zhèn)生活污水處理效果，在實(shí)際處理過程中，可以將移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器與其他工藝進(jìn)行科學(xué)結(jié)合。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和污水成分，選用相應(yīng)的污水處理方法，將其與移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，促使在具體的污水處理過程中達(dá)到最佳的處理效果，實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)過程也有助于促進(jìn)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器自身的發(fā)展，達(dá)到更好的實(shí)踐效果。

5 展望

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，自十一五以來，全國(guó)上下建立了4000多個(gè)污水處理廠，污水處理能力共計(jì)每分1.5億m3。其中，SBMBBR工藝居于主要地位，逐漸取代了傳統(tǒng)的生物除磷脫氮的方法。隨著污水排放指標(biāo)的日益嚴(yán)格化，很多污水處理廠面臨著新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。

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作者簡(jiǎn)介：

韓苗苗（1980-）女，碩士研究生，副教授。研究方向：水處理。