曝氣生物濾池介紹

曝氣生物濾池的工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質(zhì)）的作用 ,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，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。 

曝氣生物濾池是搭載了固定生物膜反應(yīng)功能的深床過(guò)濾濾池，集生物脫氮及過(guò)濾功能的深度處理單元，其柔性設(shè)計(jì)可選擇濾池單獨(dú)運(yùn)行或反硝化運(yùn)行工藝，具有優(yōu)異的去除固體懸浮物功能，出水TSS <5mg/L,當(dāng)原水含氮量高時(shí)，啟動(dòng)旁路投加碳源系統(tǒng)，顯示驅(qū)氮功能，出水總氮<3~5mg/L。

BAF 具有以下工藝特點(diǎn)
1 、 采用氣水平行上向流，使得氣水進(jìn)行均分，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，能耗低；
2 、 與下向流過(guò)濾相反，上向流過(guò)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(guò)形成溝流來(lái)影響過(guò)濾工藝而形成的氣阱；
3 、上向流形成了對(duì)工藝有好處的半柱推條件，即使采用高過(guò)濾速度和負(fù)荷，仍能保證 BAF 工藝的持久穩(wěn)定性和有效性；

4 、采用氣水平行上向流，使空間過(guò)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)氣泡的切割作用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 、由于濾池良好 的截污能力，使得 BAF 后面不需再設(shè)二次沉淀池；

工藝參數(shù)
隨著人們對(duì)曝氣生物濾池研究的深入, BAF反應(yīng)器的關(guān)鍵工藝參數(shù)也有了較大的調(diào)整,其工藝參數(shù)大致如下:
容積負(fù)荷與要求出水水質(zhì)相關(guān),一般情況下有機(jī)物負(fù)荷為2～10 kg BOD5 /m3 •d;硝化0. 5～3 kgNH32N /m3 •d;反硝化018～7 kg NO32N /m3 •d; 水力負(fù)荷6～16 m3 /m2 •h;氣水比(1～3) ∶1,最大不超過(guò)10∶1; 填料粒徑為2～8 mm;填料高度為2～4m;單級(jí)反沖周期24 ～48 h;多級(jí)反沖周期24 ～48h,硝化反硝化濾池運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng);單池反沖水量約占產(chǎn)水量的8%左右,或?yàn)閱纬靥盍象w積的3倍左右;反沖時(shí)間20～30 min,反沖洗水強(qiáng)度15～35 L /m2 •s,氣強(qiáng)度15～45 L /m2 •s。
2　曝氣生物濾池的效能
作為新型污水處理工藝,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)曝氣生物濾池的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。雖然很多學(xué)者在曝氣生物濾池對(duì)有機(jī)物和懸浮物的去除,對(duì)硝化和反硝化等污染物的去除效能方面已取得了一定的進(jìn)展和共識(shí)。但有關(guān)曝氣生物濾池的生物掛膜,磷的去除、填料的選擇、反沖洗方式等方面的研究與應(yīng)用還有待進(jìn)一步完善。
2. 1　污染物的去除
曝氣生物濾池工藝上明顯的空間梯度特征決定了其對(duì)污染物去除。

曝氣生物濾池介紹

2. 1. 1　有機(jī)物和懸浮物的去除

曝氣生物濾池內(nèi)填料的物理吸附和過(guò)濾截留作用以及生物膜的生物氧化作用決定了池內(nèi)SS和有機(jī)物的高效去除,國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究及應(yīng)用也充分證明了上述觀點(diǎn)。Pastorelli G. 等[ 3 ]對(duì)中試規(guī)模的淹沒(méi)式生物濾池連續(xù)進(jìn)行18 個(gè)月的試驗(yàn)研究表明BOD5和SS去除率均大于95%。Gilbert Desbos等[ 4 ]在研究SS和COD的去除率同濾速之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)荷的增大并不是因?yàn)檫M(jìn)水中更多的SS,而是由于更高的流量和低停留時(shí)間時(shí),去除效率是相當(dāng)穩(wěn)定的,總的SS去除率在80% ～90%之間,而COD去除率在70% ～80%之間波動(dòng)。國(guó)內(nèi),齊兵強(qiáng)等[ 5 ]采用B IOFOR工藝,以生活污水為處理對(duì)象, COD、BOD5、SS出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。大連市馬欄河污水處理廠采用B IOFOR型BAF,在處理量為12萬(wàn)m3 /d, COD負(fù)荷最大6 kg COD /m3 •d的情況下,出水COD小于75 mg/L。以上國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用結(jié)果表明,曝氣生物濾池對(duì)有機(jī)物和懸浮物的處理機(jī)能成熟,處理量大,在污水碳有機(jī)物去除應(yīng)用中潛力巨大。
2. 1. 2　氨氮的去除
氨氮是污水處理中最主要的目標(biāo)去除物之一。曝氣生物濾池將較短的水力停留時(shí)間與長(zhǎng)的污泥齡有機(jī)統(tǒng)一起來(lái),有利于硝化細(xì)菌這類(lèi)世代期較長(zhǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng),對(duì)氨氮具有較高的去除效率,因此,被廣泛應(yīng)用于污水中氨氮的去除。硝化作用,有關(guān)BAF硝化性能的研究已得到越來(lái)越多研究者的重視,通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)BAF的硝化效率已得到了明顯的提高。J1Cromphout[ 6 ]利用上向流曝氣生物濾池處理含氨的富營(yíng)養(yǎng)化水時(shí),在氣水比1∶1,濾速5118 m /h,溫度10 ℃以上條件下,硝化效率可達(dá)99.99%。英國(guó)水研究中心Dillon等[ 7 ]對(duì)BAF的硝化能力研究結(jié)果表明當(dāng)?shù)莘e負(fù)荷為0163 kg/m3 • d 時(shí), NH+2N 去除率可達(dá)90%。R1Pujol等[ 8 ]通過(guò)對(duì)法國(guó)巴黎Achresh處理廠的上向流曝氣生物濾池兩年的研究認(rèn)為,在濾速4 ～6m /h, 6～8 m /h, 8～10 m /h運(yùn)行條件下,當(dāng)NH32N的容積負(fù)荷為115 kg NH32N /m3 •d時(shí),曝氣生物濾池氨氮去除率始終保持在80% ～99.99% ,濾速的提高不僅不是影響反應(yīng)器硝化速度的限制因素,反而會(huì)對(duì)硝化有積極的促進(jìn)作用。F1Fdz2Polanco[ 9 ]等對(duì)淹沒(méi)式曝氣生物濾池硝化過(guò)程中異養(yǎng)菌和硝化菌的空間分布情況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)COD∶NH+42N為4∶1,進(jìn)水COD低于200 mg/L 時(shí)不影響硝化效能;當(dāng)進(jìn)水COD高于200 mg/L 時(shí),硝化效能將無(wú)法達(dá)到99.99%;盡管BAF的氨氮去除效能在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn),但有關(guān)進(jìn)水負(fù)荷,有機(jī)物濃度以及硝化細(xì)菌分布特征還需進(jìn)一步探討。目前的研究表明,曝氣生物濾池的硝化性能與有機(jī)物濃度、溫度、停留時(shí)間等因素有密切的關(guān)系,因此硝化性能的研究有待進(jìn)一步的深入。
反硝化作用,由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物,使得反硝化得以進(jìn)行。Pujol[ 8 ]研究認(rèn)為,反硝化最好采用外加碳源的辦法,在最佳濾速為10 ～ 15 m /h 時(shí), 脫氮能力可達(dá)到99.99%。Pujol等[ 10 ]還比較了前置反硝化和后置反硝化的優(yōu)劣,認(rèn)為反硝化過(guò)程應(yīng)采用上向流的進(jìn)水方式進(jìn)行。Chen等[ 11 ]研究生物過(guò)濾反應(yīng)器與活性污泥反應(yīng)器以及流化床的反硝化特性時(shí),發(fā)現(xiàn)在不同水力條件下,反應(yīng)器內(nèi)微生物種群會(huì)發(fā)生一定的變化,但優(yōu)勢(shì)種群———桿菌屬基本穩(wěn)定。