上海市生物曝氣濾池

    曝氣生物濾池中核心介質(zhì)――濾料的研究也會(huì)促進(jìn)該工藝在中的的范圍，BIOSTYR、Biofor兩種工藝功能比較強(qiáng)大，但在中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內(nèi)大范圍的的關(guān)鍵。

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)降低能耗,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,藥劑的使用不增加了運(yùn)行,部分藥劑還將降低堿度,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 太低除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,從而降低運(yùn)行。

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，簡(jiǎn)稱BAF，是80年代末在歐美發(fā)展起來的一種生物膜法污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，大規(guī)模達(dá)幾十噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。

    該工藝具去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX（害物質(zhì)）的。曝氣生物濾池是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝。

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，具以下特點(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(zhǎng)環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定運(yùn)行，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(jiǎn)單、出水

   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排放，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%，曝氣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，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率；②氣泡在上升過程中，由于濾料的阻擋和分割，使氣泡必須經(jīng)過濾料的縫隙，延長(zhǎng)了其停留時(shí)間，同樣利于氧的傳質(zhì)；③ 理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，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(zhǎng)在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。BAF在短時(shí)間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉運(yùn)行，一旦通水并曝氣，可在很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，這一特點(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(cè)定儀、定時(shí)器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得曝氣生物濾池系統(tǒng)運(yùn)行管理自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)。

    曝氣生物濾池系統(tǒng)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(cè)，并通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時(shí)間的長(zhǎng)短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，做到優(yōu)化運(yùn)行，PLC系統(tǒng)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(cè)定溶解氧數(shù)值，并加以控制調(diào)節(jié)。在C/N池和N池中的曝氣階段需要不斷調(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)水和排水水質(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。

工藝特點(diǎn)

    ① 次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4；

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

    ③ 進(jìn)水要求懸浮物50～60mg/L，與一強(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)、（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、出水等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100mg/L， 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，出水：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行少的特點(diǎn)。

Biofor工藝

    Biofor（生物過濾氧化反應(yīng)池）是得利滿水務(wù)繼滴濾池、Biodrof干式過濾系統(tǒng)之后的專為污水處理設(shè)計(jì)的三代生物膜反應(yīng)池。與其它類型的生物過濾工藝相比，Biofor主要具下列性：

①向上流生物過濾

    進(jìn)水自濾池底部流向部，上流過濾在濾池的整個(gè)高度上持續(xù)提供正壓條件，與下向流過濾相比提供了許多。

②使用制的過濾及生物膜煤介：Biolite生物濾料

    確保獲得較高的生物膜濃度和較大的截留能力，并加長(zhǎng)了運(yùn)行周期。

③高性能曝氣

    Biofor采用了制的曝氣頭：它不能的供氧，而且、使用安、易于操作和維護(hù)。

④流體完均勻的分布

   空氣和水流為同向流。Biofor生物濾池的濾板配25UB33e濾頭，該濾頭的防阻塞設(shè)計(jì)通過均勻的配水使過濾效果優(yōu)化。

發(fā)展

    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、韓和中中國(guó)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。在中內(nèi)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)。內(nèi)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)者在其結(jié)構(gòu)形式、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

    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、微污染源水處理、難降解機(jī)物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理問題中如何與其他工藝相結(jié)合。 

上海市生物曝氣濾池

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