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(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(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、占地面積省、、、、操作并可省去二沉池等優(yōu)點(diǎn)。

　　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(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的，它的大點(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供氧的條件下，、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，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(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)供氧的曝進(jìn)行曝，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出。

　　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，反沖洗空來自于濾板下部的反沖洗管。反沖洗時(shí)關(guān)閉進(jìn)水和工藝空，先單獨(dú)沖，然后水聯(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(diǎn)：

　　1具較高的生物濃度和較高的機(jī)負(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性污泥法中的微生物量(可達(dá)10～15g/l)，高濃度的微生物量使得BAF的容積負(fù)荷增大，進(jìn)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(jī)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(jìn)而降低基建。因進(jìn)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(shí)即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理機(jī)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(zhǔn)，同時(shí)可用于回用。

　　3抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)

　　由于整個(gè)濾池中分布著較高濃度的微生物，其對(duì)機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時(shí)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(dá)20%～30%，曝量明顯低于一般生物處理。其主要原因是：①因?yàn)V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(shí)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(dòng)快

　　BAF調(diào)試時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，這一點(diǎn)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(duì)均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)點(diǎn)菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個(gè)池子中發(fā)生。

　　7自動(dòng)化程

　　由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些的自動(dòng)化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時(shí)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(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)。

　　曝氣生物濾池可以對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進(jìn)行在線檢測，并通過PLC控制方便地調(diào)整曝時(shí)間的長短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，做到優(yōu)化，PLC對(duì)濾池進(jìn)行自動(dòng)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(shí)可進(jìn)行硝化和反硝化。其原理是通過對(duì)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(jī)物和懸浮固體，而且具較好脫氮功能。

　　為了實(shí)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(dá)到較高水平(約2～3mgO2/l)，而在DN池中使溶解氧達(dá)到較低水平(約0.2～0.5mgO2/l)。根據(jù)本工程的的進(jìn)水和水水質(zhì)要求，只要求進(jìn)行氨氮的硝化，不需進(jìn)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(kuò)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(xiàng)

　　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(duì)碳氧化不利，部分非溶解性機(jī)物為降解就出，6m/h。

　　3、但在一定的容積負(fù)荷范圍內(nèi)，濾速增加不但不會(huì)降低曝氣生物濾池的去除率，還會(huì)增加硝化反硝化效率。主要原因三:一、高濾速增強(qiáng)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(jī)會(huì);二、高濾速下，生物膜更新較快，增強(qiáng)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(duì)繁殖速度較慢的硝化細(xì)菌即為不利。

　　4、濾池主要用於碳氧化時(shí)，當(dāng)要求出水的BOD5=10~20mg/L，容積負(fù)荷采用3.5~5.0kOD5/(m?d)，當(dāng)要求出水的BOD5=5~10mg/L，容積負(fù)荷采用2.5~3.2kOD5/(m?d)。

　　5、濾池主要用於碳氧化和硝化時(shí)，容積負(fù)荷建議BOD5≦3.0 kOD5/(m?d)，研究表明，當(dāng)BOD5容積負(fù)荷大於該值時(shí)，氨氮的去除收到抑制，當(dāng)BOD5≧4.0 kOD5/(m?d)，氨氮去除收到明顯抑制。

　　6、出水CODcr在60mg/L，進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)該在4.0~5.0 kgCODcr/(m?d)，當(dāng)CODcr≦50mg/L，進(jìn)水負(fù)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(shí)，需要核算硝化和反硝化的容積負(fù)荷。建議容積負(fù)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(dāng)需要脫氮，且碳源不足時(shí)，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(diǎn):a、利用污水中的機(jī)物作為碳源，減少外加碳源。b、機(jī)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(duì)較少。d、污泥量較少。對(duì)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(diǎn)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(jí)，之前未考慮硝化指標(biāo)，出水BOD5偏低，但氨氮較高。

　　10、為避免除碳對(duì)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(jì)濾速6~10m/h為宜，硝化負(fù)荷應(yīng)滿足:進(jìn)水BOD5≧60mg/L，約為0.3kgNH3-N/(m?d)，當(dāng)BOD5=20~50mg/L，約為0.6kgNH3-N/(m?d)，當(dāng)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(jì)反硝化負(fù)荷0.4~0.5 kgNO3-N/(m?d)，濾速≧10m/h，好進(jìn)水BOD5/NO3-N≧6，通常DN池對(duì)BOD5的去除率≦60%，對(duì)CODcr的去除率≦70%，剩馀的CODcr會(huì)進(jìn)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(fù)荷≦2.0kgCODcr/(m?d)。