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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*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、、、、操作管理方便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

    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）、投資少（節(jié)約30%）、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸、等優(yōu)點(diǎn)，但它對進(jìn)水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100mg/L， SS≤60mg/L），因此對進(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，所需基建投資少，：能耗低，少的點(diǎn)。

反沖洗

    反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關(guān)鍵，其基本要求是：在較短的反沖洗時(shí)間內(nèi)，使填料得到適度的清洗，恢復(fù)濾料上微生物膜的活性，并將濾料截留的懸浮物和老化脫落的微生物膜通過反沖洗而出池外。反沖洗的質(zhì)量對出水水質(zhì)、工作周期、狀況的影響很大。

    反沖洗程序?yàn)椋合葐为?dú)用空進(jìn)行反沖洗，然后采用水聯(lián)合反沖洗，停止清洗30s，后用水清洗。在進(jìn)水管、出水管、反沖洗水管和空管道上均安裝自動閥門，并通過微機(jī)對整個反沖洗過程進(jìn)行自動程序控制。

從過濾到反沖洗的具體過程如下：

    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)供氧的曝系統(tǒng)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)處理系統(tǒng)。

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優(yōu)點(diǎn)。

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，并加長了周期。

③高性能曝

    Biofor采用了制的曝頭：它不僅能強(qiáng)效的供氧，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。

該工藝具如下點(diǎn)：

1. 上流濾池，底部渠道進(jìn)配水，部出水；

2. 濾料比重小于1；

3. 穿孔管曝，節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)；

4. 濾頭在濾池的部，與處理后水接觸，易于維護(hù)；

5. 重力反沖洗，須反沖洗水泵；

6. 工藝空和反沖洗用共用鼓風(fēng)機(jī)；

7. 曝管可布置在濾層中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能；

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：

    生物膜的點(diǎn)及其快速啟動的方式；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。

    曝氣生物濾池中核心介質(zhì)――濾料的研究也會促進(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。

（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。

中應(yīng)注意的問題 

    ①溶解氧  為了實(shí)現(xiàn)消化、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DC、N濾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（2～3mgO2/L）。DN濾池反硝化必須在缺氧的條件下進(jìn)行，而在氧的條件下反硝化過程就停止，所以中應(yīng)使濾池中的溶解氧濃度達(dá)到較低水平（約0.2～0.5mgO2/L）。

    ②濾料更新更換  因曝氣生物濾池需定期進(jìn)行反沖洗，濾料會因反洗強(qiáng)度控制不當(dāng)或磨損等原因而少量流失或損耗，故要定期根據(jù)填料損耗程度和處理水質(zhì)狀況進(jìn)行適量補(bǔ)充，該過程一般集中在每年大修時(shí)進(jìn)行。

    ③反沖洗  在曝氣生物濾池中，隨著的進(jìn)行，濾料上生長的微生物膜漸漸增厚，在增厚初期，利于去除率的提高；而在增厚到一定程度時(shí)，微生物的活性降低，并開始一定程度的脫落。正常時(shí)，微生物膜的厚度一般應(yīng)控制在300～400μm，此時(shí)生物膜新陳代謝能力強(qiáng)，。

要求

預(yù)處理

    為了使曝氣生物濾池能較長的周期,減少反沖次數(shù)降低能耗,運(yùn)用BAF 的工藝都需對進(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)入曝濾池,將會堵塞曝、布水系統(tǒng),給系統(tǒng)的帶來嚴(yán)重的后果。尤其是濾池用于二級處理時(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,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)對除P 不利,因?yàn)槌齈 脫N 本身是一對不可調(diào)和的矛盾,如DO 太低除P 率會下降,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 工藝看，完用生物除P 是很難達(dá)到放規(guī)準(zhǔn)的。用生物除P 就失去了生物濾池高負(fù)荷的點(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)藥劑用量相對減少,從而降低。

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，費(fèi)低1/5；

③ 進(jìn)水要求懸浮物50～60mg/L，與一級強(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、往上的逆向流可不設(shè)二沉池。

曝氣生物濾池

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