武漢市曝氣生物濾池

    山東明基環(huán)保設(shè)備有限公司坐落于濰坊市發(fā)展。是設(shè)備的，本是一從事設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、，、技術(shù)培訓(xùn)、水處理藥劑研究與零配件為一體的技術(shù)企業(yè)。：玻璃鋼一體化污水處理設(shè)備、地埋式生活污水處理設(shè)備、工業(yè)廢水處理設(shè)備、加藥裝置、一體化自動(dòng)加藥設(shè)備、二氧化氯發(fā)生器、UASB厭氧反應(yīng)設(shè)備、IC反應(yīng)器、一體化污水處理設(shè)備、緩釋消毒器、氣浮機(jī)、實(shí)驗(yàn)污水處理設(shè)備等。 本不斷地進(jìn)行觀念的更新與技術(shù)，以*的技術(shù)，的工藝，出設(shè)備回報(bào)社會(huì)。

曝氣生物濾池（BAF）
　　曝氣生物濾池是 90 年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)達(dá)廣為流行。該工藝具去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （害物質(zhì)）的 ,其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 ( 二沉池 ) ，其 容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建，：運(yùn)行，。
　　BAF 屬三代生物膜反應(yīng)器，不僅具生物膜工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也起著效的空間過濾 , 通過使用殊的濾料和正確的配氣設(shè)計(jì)。

 BAF 具以下工藝特點(diǎn)
1 、 采用氣水平行上向流，使得氣水進(jìn)行好均分，防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)核氣堵現(xiàn)象，氧的利用率高，；
2 、 與下向流過濾相反，上向流過濾維持在整個(gè)濾池高度上提供正壓條件，可以更好的避免形成溝流或短流，從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阱；
3 、上向流形成了對(duì)工藝好處的半柱推條件，即使采用高過濾速度和負(fù)荷，仍能 BAF 工藝的穩(wěn)定性和效性；
4 、采用氣水平行上向流，使空間過濾能被更好的運(yùn)用，空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì)，從而延長(zhǎng)了反沖洗周期，減少清洗時(shí)間和清洗時(shí)用的氣水量；
5 、濾料層對(duì)氣泡的切割事使氣泡在濾池中的停留時(shí)間延長(zhǎng)，提高了氧的利用率；
6 、由于濾池好的截污能力，使得 BAF 后面不需再設(shè)二次沉淀池；

普通生物濾池的機(jī)理

1、普通生物濾池的工作情況

    普通生物濾池正常工作時(shí)，原污水通過布水設(shè)備連續(xù)、均勻地噴灑到濾床表面上，污水以水滴的形式向下滲瀝，或以波狀薄膜的形式向下滲流。然后，污水到達(dá)排水系統(tǒng)，流出濾池。污水流過濾床時(shí)，一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的黏膜，稱為生物膜。這個(gè)起始階段通常叫 “掛膜”，是生物濾池的成熟期，只在 “掛膜”過程完成后生物濾池才能進(jìn)入正常運(yùn)行。

2、影響普通生物濾池性能的主要因素

    普通生物濾池中機(jī)物的降解過程復(fù)雜，同時(shí)發(fā)生著機(jī)物在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程，機(jī)物的好氧和厭氧代謝，氧在污水和生物膜中的傳質(zhì)過程和生物膜的生長(zhǎng)和脫落等過程。這些過程的發(fā)生和發(fā)展決定了生物濾池凈化污水的性能。影響這些過程的主要因素如下：

（1）、濾池高度

    對(duì)于下向流生物濾池，濾床的上層和下層相比，生物膜量、微生物種類和去除機(jī)物的速率均不相同。濾床上層，污水中機(jī)物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較級(jí) （以細(xì)菌為主），生物膜量較多，機(jī)物去除速率較高。隨著濾床深度增加，微生物從級(jí)趨向高級(jí)，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。濾床中的這一遞變現(xiàn)象，類似污染河流在自凈過程中的生物遞變。因?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)和繁殖同環(huán)境因素息息相關(guān)，所以當(dāng)濾床各層的進(jìn)水水質(zhì)互不相同時(shí)，各層生物膜中的微生物就不相同，處理污水（別是含多種性質(zhì)相異的害物質(zhì)的工業(yè)廢水）的功能也隨之不同。

（2）、負(fù)荷率

    生物濾池的負(fù)荷率是一個(gè)集中反映生物濾池工作性能的參數(shù)，同濾床的高度一樣，負(fù)荷率直接影響生物濾池的工作。通常情況下，城市污水處理采用普通生物濾池，濾率一般在1~2m/d左右，不過4m/d。在此負(fù)荷率的條件下，隨著濾率的提高，污水中機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床 （別是它的表層）很容易堵塞，因此生物濾池的負(fù)荷率曾停留在較的水平 （當(dāng)污水濃度和濾床高度為定值時(shí)，濾率與負(fù)荷率的比值是常數(shù)）。但是，當(dāng)濾率提高到8m/d以上時(shí)，下滲污水對(duì)生物膜的水力沖刷，使生物濾池堵塞現(xiàn)象又獲改善。在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾池中的停留時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。為此，可以利用污水出水回流或提高濾床高度來改善進(jìn)水水質(zhì)，從而提高濾率和出水水質(zhì)。

（3）、回流

    利用污水的出水或生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱回流，回流水量與進(jìn)水量之比叫回流比?；亓鲗?duì)生物濾池性能下述影響：

① 回流可提高生物濾池的濾率，它是使生物濾池由負(fù)荷率演變?yōu)楦哓?fù)荷率的方法 （增大濾床高度也可提高負(fù)荷率）；

② 提高濾率利于防止滴濾池中產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭 （淹沒式生物濾池不存在此現(xiàn)象）；

③當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營養(yǎng)元素或含害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的腐化狀況，提供營養(yǎng)元素和降毒物濃度；

④ 進(jìn)水的質(zhì)和量波動(dòng)時(shí)，回流調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的。

（4）、供氧

    普通生物濾池中，微生物所需的氧一般直接來自于大氣，并靠自然通風(fēng)供給。影響生物濾池通風(fēng)的主要因素是濾床自然撥風(fēng)能力和風(fēng)速。自然撥風(fēng)的推動(dòng)力是池內(nèi)溫度和氣溫之差，以及濾池的高度。溫度差愈大，通風(fēng)條件愈好。當(dāng)水溫較，濾池內(nèi)溫度于氣溫時(shí) （夏季），池內(nèi)氣流向下流動(dòng)；當(dāng)水溫較高，池內(nèi)溫于氣溫時(shí) （冬季），氣流向上流動(dòng)。若池內(nèi)外溫差時(shí)，則停止通風(fēng)。正常運(yùn)行的生物濾池，自然通風(fēng)可以提供生物降解所需的氧量。當(dāng)入流污水機(jī)物濃度較高時(shí)，供氧條件可能成為影響生物濾池工作的主要因素。

曝氣生物濾池工藝解析

    曝氣生物濾池是由滴濾池發(fā)展而來，屬于生物膜法范疇，起初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理，自90年代初在歐洲建成1座采用該工藝的城市污水處理后，該工藝已在歐美和日本等發(fā)達(dá)廣為流行，目前上已3500多座大大小小的污水處理了這種技術(shù)。該工藝綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化，使其具、、處理、、流程簡(jiǎn)單、操作管理方便并可省去二沉池等特點(diǎn)。

    曝氣生物濾池（ Biological Aerated Filter, 簡(jiǎn)稱BAF）技術(shù)是在充分吸取外曝氣生物濾池(BAF)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的，它的大特點(diǎn)是使用一種的球形陶粒填料，在其表面及開口內(nèi)腔空間生長(zhǎng)微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時(shí)，微生物膜吸收污水中的機(jī)污染物作為其自身新陳代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，并在濾料層下部提供曝氣供氧的條件下，氣、水同為上向流態(tài)，使廢水中的機(jī)物得到好氧降解，并進(jìn)行硝化脫氮。它定期利用處理后的出水對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，排除濾料表面增殖的老化微生物膜，以微生物膜的活性。

    曝氣生物濾池處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)濾料上所附生物膜中微生物氧化分解，濾料及微生物膜的吸附阻留和沿著水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食以及微生物膜內(nèi)部微環(huán)境的反硝化。

    根據(jù)曝氣生物濾池中的水流流向，其可分為上向流和下向流曝氣生物濾池，由于上向流曝氣生物濾池接近于理想濾池，所以在實(shí)際工程中較多。

    曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期運(yùn)行，從開始過濾到反沖洗完畢為一個(gè)的周期。具體過程如下：

    經(jīng)預(yù)處理的污水從濾池底部進(jìn)入濾料層，濾料層下部設(shè)供氧的曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，機(jī)物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆積的濾料層內(nèi)和微生物膜的內(nèi)部存在厭氧/缺氧環(huán)境，在硝化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分反硝化，從濾池上部的出水可直接排出系統(tǒng)。

    隨著過濾的進(jìn)行，由于濾料表面新產(chǎn)生的生物量越來越多，截留的SS不斷增加，在開始階段濾池水頭損失增加緩慢，當(dāng)固體物質(zhì)積累達(dá)到一定程度，使水頭損失達(dá)到限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時(shí)就必須對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以除去濾床內(nèi)過量的微生物膜及SS，恢復(fù)其處理能力。

    曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖，反沖洗水為經(jīng)處理后的達(dá)標(biāo)水，反沖洗空氣來自于濾板下部的反沖洗氣管。反沖洗時(shí)關(guān)閉進(jìn)水和工藝空氣，先單獨(dú)氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，后進(jìn)行水漂洗。反沖洗時(shí)濾料層輕微膨脹，在氣水對(duì)濾料的流體沖刷和濾料間相互摩擦下，老化的生物膜與被截留的SS與濾料分離，沖洗下來的生物膜及SS隨反沖洗排水排出濾池，反沖洗排水回流至預(yù)處理系統(tǒng)。

發(fā)展前景

    上座曝氣生物濾池于1981年在法投產(chǎn)，隨后在歐洲各得到。美和加拿大等美洲在20世紀(jì)80年代末引進(jìn)此工藝，日本、韓和中國臺(tái)灣也先后引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)。上較大的如法得利滿、德菲力普穆勒、法VEOLIA均把它作為拳頭產(chǎn)品在*推廣。在中地，曝氣生物濾池正處于推廣階段。大連市馬欄河污水處理是我*個(gè)采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理（由東北市政院設(shè)計(jì)），廣東新會(huì)東郊污水處理采用了水解——曝氣生物濾池污水處理工藝（由中冶馬院設(shè)計(jì)）。 我一部分工業(yè)廢水的處理也采用了此項(xiàng)技術(shù)。許多科研設(shè)計(jì)單位對(duì)曝氣生物濾池也進(jìn)行了試驗(yàn)研究。隨著曝氣生物濾池在范圍內(nèi)不斷推廣和普及，很多學(xué)者在其、功能、啟動(dòng)和濾料等方面進(jìn)行了具體的研究，取得了很多成果。

問題前景

    作為一種嶄新的水處理工藝——曝氣生物濾池正處在推廣之中。根據(jù)研究和情況，今后仍很多問題待研究：

    生物膜的特點(diǎn)及其快速啟動(dòng)的方式；生物氧化功能和過濾功能之間的相互關(guān)系；反沖洗過程中生物膜的脫落規(guī)律；進(jìn)一步拓寬曝氣生物濾池的范圍，研究其在水深度處理、微污染水處理、難降解機(jī)物處理、溫污水的硝化、溫微污染水處理問題中如何與其他工藝相結(jié)合。

    曝氣生物濾池中核心介質(zhì)――濾料的研究也會(huì)促進(jìn)該工藝在的的范圍，BIOSTYR、Biofor兩種工藝功能比較強(qiáng)大，但在大范圍的仍存在問題，所以種濾料的的研究與的產(chǎn)化將是曝氣生物濾池在大范圍的的關(guān)鍵。

征：

（1）用粒狀填料作為生物載體，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。

（2）區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔，在去除BOD、氨氮時(shí)需進(jìn)行曝氣。

（3）高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷及高的生物膜活性。

（4）具生物氧化降解和截留SS的雙重功能，生物處理單元之后不需再設(shè)二次沉淀池。

（5）需定期進(jìn)行反沖洗，清洗濾池中截留的SS以及更新生物膜。

性能特點(diǎn)：
1）生物濾池的處理效果非常好，在任何季節(jié)都能滿足嚴(yán)格的要求。
2）不產(chǎn)生二次污染。
3）微生物能夠依靠填料中的機(jī)質(zhì)生長(zhǎng)，須另外投加營養(yǎng)劑。因此停工后再使用啟動(dòng)速度快，停機(jī)或停工1至2周后再啟動(dòng)能立即達(dá)到很好的處理效果，幾小時(shí)后就能達(dá)到處理效果。停止運(yùn)行3至4周再啟動(dòng)立即很好的處理效果，幾天內(nèi)恢復(fù)的處理效果。
4）生物濾池緩沖容量大，能自動(dòng)調(diào)節(jié)濃峰使微生物始終正常工作，耐沖擊負(fù)荷的。
5）運(yùn)行采用自動(dòng)控制，非常穩(wěn)定，須人工操作。易損部件少，維護(hù)管理非常簡(jiǎn)單，基本可以實(shí)現(xiàn)人管理，工人只需檢查是否機(jī)器發(fā)生故障。
 6）生物濾池的池體采用組裝式，便于運(yùn)輸和安裝；在增加處理容量時(shí)只需添加組件，易于實(shí)施；也便于氣 分散條件下的分別處理。
 7）此類過濾形式的生物濾池能耗非常，在運(yùn)行半年之后濾池的壓力損失也只500Pa左右。

運(yùn)行要求

預(yù)處理

    為了使曝氣生物濾池能較長(zhǎng)的運(yùn)行周期,減少反沖次數(shù)降能耗,運(yùn)用BAF 的工藝都需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理,否則原水中的大量雜質(zhì)和SS 將進(jìn)入曝氣濾池,將會(huì)堵塞曝氣、布水系統(tǒng),給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果。尤其是濾池用于二級(jí)處理時(shí),往往需投加藥劑才能達(dá)到這一要求,藥劑的使用不僅增加了運(yùn)行,部分藥劑還將降堿度,進(jìn)而影響硝化,這是運(yùn)用BAF 工藝時(shí)需要考慮的問題。

除P脫N

    在生物除P 技術(shù)中,將脫N 和除P 相結(jié)合的系統(tǒng)對(duì)除P 不利,因?yàn)槌齈 脫N 本身是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾,如DO 太除P 率會(huì)下降,硝化反應(yīng)受到限制,污泥沉降性能差,如DO 太高,則由于回流厭氧區(qū)DO 增加,反硝化受到限制,同時(shí)NO3- N 的濃可影響厭氧區(qū)P 的釋放。因?yàn)?P 的釋放為厭氧環(huán)境,如果NO3- N 存在就表明只能為兼氧環(huán)境。

    從BAF 運(yùn)行工藝看，完用生物除P 是很難達(dá)到排放規(guī)準(zhǔn)的。用生物除P 就失去了生物濾池高負(fù)荷的特點(diǎn),造成投資過大,因此用加FeCl3 藥劑的方法除P ,而生物濾池由于耐水力沖擊負(fù)荷,可使處理后的水量回流,并在運(yùn)行中加化學(xué)藥劑,將化學(xué)處理和生物處理同時(shí)于系統(tǒng)中,達(dá)到除P 脫N ,使化學(xué)藥劑用量相對(duì)減少,從而降運(yùn)行。

規(guī)準(zhǔn)曝氣生物濾池征：

（1）用粒狀填料作為生物載體，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。

（2）區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔，在去除BOD、氨氮時(shí)需進(jìn)行曝氣。

（3）高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷及高的生物膜活性。

（4）具生物氧化降解和截留SS的雙重功能，生物處理單元之后不需再設(shè)二次沉淀池。

（5）需定期進(jìn)行反沖洗，清洗濾池中截留的SS以及更新生物膜。

曝氣生物濾池

工藝特點(diǎn)

①一次性投資比傳統(tǒng)方法1/4；

②占用面積為常規(guī)工藝的1/10～1/5，運(yùn)行費(fèi)1/5；

③進(jìn)水要求懸浮物50～60mg/L，好與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池；

④填料多為頁巖陶粒，直徑5mm，層高1.5～2m；⑤水往下、氣往上的逆向流可不設(shè)二沉池。

    曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具機(jī)負(fù)荷高、（是普通活性污泥法的1/3）、（節(jié)約30%）、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸、等特點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100mg/L好SS≤60mg/L），因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。

     曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，具容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建，：運(yùn)行，運(yùn)行少的特點(diǎn)。

問題前景

    作為一種嶄新的水處理工藝——曝氣生物濾池正處在推廣之中。根據(jù)研究和情況，今后仍很多問題待研究：

    生物膜的特點(diǎn)及其快速啟動(dòng)的方式；生物氧化功能和過濾功能之間的相互關(guān)系；反沖洗過程中生物膜的脫落規(guī)律；進(jìn)一步拓寬曝氣生物濾池的范圍，研究其在水深度處理、微污染水處理、難降解機(jī)物處理、溫污水的硝化、溫微污染水處理問題中如何與其他工藝相結(jié)合。

    曝氣生物濾池中核心介質(zhì)――濾料的研究也會(huì)促進(jìn)該工藝在的的范圍，BIOSTYR、Biofor兩種工藝功能比較強(qiáng)大，但在大范圍的仍存在問題，如轉(zhuǎn)利問題，再它們從投資上都比較大，這也阻礙了這兩種工藝在的大范圍的。

武漢市曝氣生物濾池