清鎮(zhèn)市曝氣生物濾池
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，初用作三級處理，后發(fā)展成直接用于二級處理，自90年代初在歐洲建成一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、占地面積省、、、、操作并可省去二沉池等優(yōu)點。
曝氣生物濾池( Biological Aerated Filter, 簡稱BAF)技術(shù)是在充分吸取外曝氣生物濾池(BAF)優(yōu)點的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的，它的大點是使用一種的球形陶粒填料，在其表面及開口內(nèi)腔空間生長微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時，微生物膜吸收污水中的機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供氧的條件下，、水同為上向流態(tài)，使廢水中的機物得到好氧降解，并進行硝化脫氮。它定期利用處理后的出水對濾池進行反沖洗，除濾料表面增殖的老化微生物膜，以微生物膜的活性。
曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期，從開始過濾到反沖洗完畢為一個的周期。具體過程如下：
經(jīng)預(yù)處理的污水從濾池底部進入濾料層，濾料層下部設(shè)供氧的曝進行曝，水為同向流。在濾池中，機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，在硝化的同時實現(xiàn)部分反硝化，從濾池上部的出水可直接出。
隨著過濾的進行，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，當固體物質(zhì)積累達到一定程度，使水頭損失達到限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時就必須對濾池進行反沖洗，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水聯(lián)合反沖，反沖洗水為經(jīng)處理后的達標水，反沖洗空來自于濾板下部的反沖洗管。反沖洗時關(guān)閉進水和工藝空，先單獨沖，然后水聯(lián)合沖洗，后進行水漂洗。反沖洗時濾料層輕微膨脹，在水對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隨反沖洗水出濾池，反沖洗水回流至預(yù)處理。
清鎮(zhèn)市曝氣生物濾池
曝氣生物濾池作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統(tǒng)活性污泥法和接觸氧化法相比，具以下點：
1具較高的生物濃度和較高的機負荷
曝氣生物濾池采用的為粗糙多孔的球狀濾料，為微生物提供了較佳的生長環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內(nèi)微生物量遠遠大于活性污泥法中的微生物量(可達10～15g/l)，高濃度的微生物量使得BAF的容積負荷增大，進而減少了池容積和占地面積，使基建大大降低。
2工藝簡單、
由于濾料的機械截留以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附，使得出水的SS很低，一般不超過10mg/l，因此可省去二沉池，進而降低基建。因進行周期性的反沖洗，生物膜得以效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性較高。時即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理機理仍可高質(zhì)量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足放規(guī)準，同時可用于回用。
3抗沖擊負荷能力強
由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對機負荷、水力負荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時污泥膨脹問題。
4氧的傳輸
曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%～30%，曝量明顯低于一般生物處理。其主要原因是：①因濾料粒徑小，泡在上升過程中不斷被切割成小泡，加大了液接觸面積，提高了氧的利用率;②泡在上升過程中，由于濾料的阻擋和分割，使泡必須經(jīng)過濾料的縫隙，延長了其停留時間，同樣利于氧的傳質(zhì);③ 理論研究表明，BAF中氧可直接滲入生物膜，因而加快了氧的傳輸速度，減少了供氧量。
5易掛膜、啟動快
BAF調(diào)試時間短，一般只需7～12天，而且不需接種污泥，采用自然掛膜馴化。由于微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其管理簡單。BAF在短時間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉，一旦通水并曝，可在很短時間內(nèi)恢復(fù)正常，這一點說明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區(qū)的污水處理。
6菌群結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)活性污泥法中，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)點菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發(fā)生。
7自動化程
由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些的自動化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得曝氣生物濾池管理自動化得以順利實現(xiàn)。
曝氣生物濾池可以對進水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測，并通過PLC控制方便地調(diào)整曝時間的長短，控制風機的供氧量，做到優(yōu)化，PLC對濾池進行自動反沖洗。
8脫氮
通過不同功能的濾池組合或同一濾池中的不同功能區(qū)分布，使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。其原理是通過對兩組濾池或同一座濾池內(nèi)分別人為地造成好氧、兼氧的生物環(huán)境，不僅能去除一般機物和懸浮固體，而且具較好脫氮功能。
為了實現(xiàn)硝化、反硝化，必須在各段濾池中連續(xù)測定溶解氧數(shù)值，并加以控制調(diào)節(jié)。在C/N池和N池中的曝階段需要不斷調(diào)節(jié)溶解氧水平，使溶解氧達到較高水平(約2～3mgO2/l)，而在DN池中使溶解氧達到較低水平(約0.2～0.5mgO2/l)。根據(jù)本工程的的進水和水水質(zhì)要求，只要求進行氨氮的硝化，不需進行反硝化脫氮，所以只需建設(shè)C/N池和N池。
9構(gòu)筑物模塊化，利于今后的擴建
曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu)，可較好滿足城市污水處理分期建設(shè)的要求。
注意事項
1、碳氧化濾池與硝化濾池的出水中的溶解氧宜控制為3.0~4.0mg/L。
2、濾速增加對碳氧化不利，部分非溶解性機物為降解就出，6m/h。
3、但在一定的容積負荷范圍內(nèi)，濾速增加不但不會降低曝氣生物濾池的去除率，還會增加硝化反硝化效率。主要原因三:一、高濾速增強了濾池內(nèi)部的傳質(zhì)效率，使得空、污水、生物之間更多的接觸機會;二、高濾速下，生物膜更新較快，增強了生物的活性。三、低速下，濾料容易堵塞，使得反沖洗的周期縮短，而頻繁的反沖洗對繁殖速度較慢的硝化細菌即為不利。
4、濾池主要用於碳氧化時，當要求出水的BOD5=10~20mg/L，容積負荷采用3.5~5.0kOD5/(m?d)，當要求出水的BOD5=5~10mg/L，容積負荷采用2.5~3.2kOD5/(m?d)。
5、濾池主要用於碳氧化和硝化時，容積負荷建議BOD5≦3.0 kOD5/(m?d)，研究表明，當BOD5容積負荷大於該值時，氨氮的去除收到抑制，當BOD5≧4.0 kOD5/(m?d)，氨氮去除收到明顯抑制。
6、出水CODcr在60mg/L，進水負荷應(yīng)該在4.0~5.0 kgCODcr/(m?d)，當CODcr≦50mg/L，進水負荷應(yīng)該控制在3.0 kgCODcr/(m?d)以下。
7、濾池硝化和反硝化脫氮要求時，需要核算硝化和反硝化的容積負荷。建議容積負荷分別小於2.0 kgNH3-N/(m?d)和5.0 kgNO3-N/(m?d)，采用0.3~0.8 kgNH3-N/(m?d)和0.8~4.0 kgNO3-N/(m?d)。
8、當需要脫氮，且碳源不足時，可將反硝化池置於硝化池之前，將硝化池部分出水回流到反硝化池，做成前置反硝化。如下優(yōu)點:a、利用污水中的機物作為碳源，減少外加碳源。b、機質(zhì)在反硝化池中去除，確保了碳氧化/硝化池中的硝化能力。c、的曝量相對較少。d、污泥量較少。對於BOD5充足且需脫氮的生活污水，從考慮前置反硝化工藝優(yōu)點明顯。
9、后置反硝化工藝更適合用在以下場所:a、BOD5含量明顯偏低的廢水(工業(yè)廢水比重高)。b、用於污水改造升級，之前未考慮硝化指標，出水BOD5偏低，但氨氮較高。
10、為避免除碳對硝化的影響，后置反硝化應(yīng)在預(yù)處理階段，除去一部分的BOD5，C/N池設(shè)計濾速6~10m/h為宜，硝化負荷應(yīng)滿足:進水BOD5≧60mg/L，約為0.3kgNH3-N/(m?d)，當BOD5=20~50mg/L，約為0.6kgNH3-N/(m?d)，當BOD5≦20mg/L，約為1.0kgNH3-N/(m?d)，若以甲醇為外加碳源，則DN投加量為3.3 kgCH4O/ kgNO3-N。
11、設(shè)計反硝化負荷0.4~0.5 kgNO3-N/(m?d)，濾速≧10m/h，好進水BOD5/NO3-N≧6，通常DN池對BOD5的去除率≦60%，對CODcr的去除率≦70%，剩馀的CODcr會進入硝化反應(yīng)器，為確保N池的硝化能力(大於0.5kgNH3-N/(m?d))，CODcr的負荷≦2.0kgCODcr/(m?d)。
