龔 起，顧 平

（黑龍江省環(huán)境監(jiān)測中心站，黑龍江哈爾濱150036）

良好的水環(huán)境是構(gòu)建和諧社會、維持社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。為解決全球普遍存在的水資源危機，我們應(yīng)當(dāng)樹立全民意識，一方面科學(xué)合理的利用水資源，另一方面，就是采取切實可行的策略保護水資源，避免水環(huán)境的進一步污染。城市污水是天然水體的主要污染源之一，在污水排放前采取一定的技術(shù)進行處理，將其中對水體有危害的污染物去除，是保護水環(huán)境的必要手段之一。目前，普遍的城市污水處理方法有化學(xué)處理法，物化處理法和生物處理法，應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，各有利弊，但是效果褒貶不一。因此，研究出創(chuàng)新性的，能結(jié)合各種方法優(yōu)點的污水處理工藝已經(jīng)迫在眉睫。

1 曝氣生物濾池工藝的特點

1.1 曝氣生物濾池的產(chǎn)生和發(fā)展

曝氣生物濾池是二十世紀80年代在普通生物濾池的基礎(chǔ)上而開發(fā)的新型污水處理工藝。最初曝氣生物濾池是用于城市污水的深度處理，后來經(jīng)過發(fā)展，目前，已廣泛用于污水的二級生物處理。自80年代在歐洲檢測世界上第一座以曝氣生物濾池為主題的污水處理廠后，該工藝開始在歐美等發(fā)達國家流行。目前，世界上已有數(shù)百座采用曝氣生物濾池的污水處理廠。曝氣生物濾池也從最初的單一工藝逐漸發(fā)展成系列組合工藝，能有效去除水中的懸浮物、COD、BOD5，還可進行硝化、脫氮除磷，并具有去除有毒有害物質(zhì)的作用。

曝氣生物濾池最大的優(yōu)點就是將生物降解作用和懸浮固體的截留作用置于同一個反應(yīng)器中完成，這樣可取消后續(xù)的二沉池，并節(jié)省了污泥回流系統(tǒng)，使處理工藝顯著簡化。此外，曝氣生物濾池可承載較高的有機物負荷和水力負荷，且水力停留時間較短，具有能耗和運行成本低、操作管理簡單、出水水質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點[1-4]。

曝氣生物濾池基于普通生物濾池而發(fā)展起來的，可看做是普通生物濾池的一種變形，也可看做是生物接觸氧化法的一種變形。在曝氣生物濾池中，裝填比表面積較高的顆粒性填料，為微生物的生長繁殖提供所需的載體，在濾料底部進行鼓風(fēng)曝氣，空氣、污水、和填料上生物膜三相接觸，通過生物作用將污染物降解，同時顆粒狀填料也可起到過濾截留的效果。

自90年代開始，我國也開始對曝氣生物濾池技術(shù)開展相關(guān)研究[5-7]，目前已將該技術(shù)成功應(yīng)用于多個大、中、小型的污水處理工程。曝氣生物濾池的特殊有點受到學(xué)術(shù)界與工程界越來越廣泛的青睞。

1.2 曝氣生物濾池形成過程及特點

1.2.1 生物膜的形成 生物膜屬于高度親水的異質(zhì)體系，在膜表面以及一定深度的內(nèi)部生長著大量的微生物和微型動物，并形成有機污染物-細菌-原生動物-后生動物的食物鏈。

生物膜是由大量微生物構(gòu)成的粘性物質(zhì)。當(dāng)污水在載體表面流過時，微生物和載體表層富含的物質(zhì)相結(jié)合，并且固定。于是，載體表面逐漸形成了微生物膜，即生物膜[8]。同時，污水源源不斷的流經(jīng)載體，污廢水中富含的有機物質(zhì)作為微生物的生長的底物。通過水體攪動以及外加曝氣，O2在微生物膜內(nèi)部得以傳遞、擴散等，這些均利于微生物對有機底物的氧化降解作用的進行。同時，生物膜中也擁有大量絲狀菌，它們相互交織并延伸于廢水中，使得生物膜以立體結(jié)構(gòu)存在于載體表面。

根據(jù)Characklis 的研究，經(jīng)過物理、化學(xué)和生物過程復(fù)合作用，在載體表面逐漸積累形成生物膜。該過程主要包括：

（1）含有機底物的廢水流經(jīng)載體，使得生物膜吸收到有機質(zhì)；

（2）含浮游微生物的廢水流經(jīng)載體，浮游微生物表面在載體表面形成不可逆吸附；

（3）生物膜內(nèi)部的各種微生物對廢水中有機物、氮磷等物質(zhì)的利用與轉(zhuǎn)化。

當(dāng)污廢水中含有充足的營養(yǎng)物（如可生化有機物、氮磷）、微量元素和O2時，微生物在載體表面迅速生長繁殖。此外，微生物通過新陳代謝不斷形成大量的分泌物，如膠質(zhì)粘膜。微生物將會在這些分泌物組成的粘膜中生長繁殖。該過程使得微生物能夠在載體表面向水體中不斷延伸。該生長過程的結(jié)果，即生成不斷加厚的生物膜。但是，當(dāng)生物膜的厚度達到一定數(shù)值時，溶解氧便無法穿透生物膜內(nèi)部，于是，在生物膜的最深處，形成了厭氧區(qū)，該處只有厭氧菌存活。因此，長時間運行的水處理工藝中，典型的微生物膜由兩層構(gòu)成，即好氧層和厭氧層。當(dāng)然，其中也有大量的兼性微生物存在。但是好氧層的厚度通常有2mm 左右。好氧層中的微生物由于能直接獲得大量的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，生長繁殖迅速，相對于厭氧層的微生物，好氧層的微生物能夠降解去除水體中大多數(shù)的有機物；相對的，生長于生物膜內(nèi)部的微生物只能獲得相對少量的營養(yǎng)物質(zhì)，氧氣也較少或者無法獲得氧氣，好氧微生物生長代謝受到抑制，逐漸被厭氧微生物和兼性微生物取代，形成了厭氧層。當(dāng)然，厭氧微生物以及兼性微生物只有在生物膜形成一定厚度，氧氣難于到達的時候才逐漸形成。隨著厭氧微生物的大量繁殖，厭氧層也逐漸加厚[9]。

一系列的營養(yǎng)物質(zhì)和氣體的傳遞發(fā)生于生物膜內(nèi)部、外部，以及生物膜與水層之間。通過水體自然攪動或者外加曝氣使溶解氧進入水體并進入流動水層內(nèi)部，融入的氧氣又通過附著水層到達生物膜，為好氧微生物提供電子受體；污廢水中營養(yǎng)物質(zhì)則通過流動水層傳遞給附著水層，最后滲入微生物膜，在此，大量微生物進行新陳代謝將營養(yǎng)物質(zhì)吸收轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了水體的凈化、污染物的去除和降解。微生物的部分代謝產(chǎn)物CO2、H2S、NH3等氣體融入水層并隨著水體流動進入水體表面的空氣。而水分子則隨著附著水層流入流動水層。此時的生物膜即成熟的生物膜，特點是沿著水流方向形成生物膜，膜上由細菌、絲狀菌等多種微生物甚至原生動物組成。這些生物在生態(tài)系統(tǒng)方面達到穩(wěn)定和平衡。體現(xiàn)在水處理工藝方面，即有機物、氮磷等污染物的降解和去除效果最好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。一般來講，生物膜由最開始附著到穩(wěn)定成熟，需經(jīng)歷潛伏和生長兩個階段。常規(guī)的城市生活污水生物膜法處理過程中，常溫下（約20℃），歷經(jīng)20～30d 才能形成成熟的生物膜。

但隨生物膜上的生物不斷繁殖壯大，生物膜內(nèi)部生長的厭氧菌群代謝產(chǎn)物也不斷增加。這些物質(zhì)排出生物膜的過程中，影響了好氧層微生物的生存環(huán)境，削弱了生物膜的上的微生物生存環(huán)境的平衡性。同時，大量氣態(tài)代謝產(chǎn)物的不斷排出，使得微生物附著于非生命載體物質(zhì)上的固定能力不斷變?nèi)?，變得易于從載體上脫落。此時的生物膜上的環(huán)境對微生物生長并不利，主要體現(xiàn)在水處理工藝效果，即凈水效能較差。此時的生物膜也稱作老化生物膜。當(dāng)生物膜固定于載體的固定能力無法抵消水流、曝氣等的沖擊，便從載體表面脫落，而新的生物膜將逐漸在裸露的載體表面形成。同上述過程一樣，新生的生物膜同樣經(jīng)歷膜的加厚、厭氧層的形成等這一周期過程，達到凈水能力的高峰，即成熟的生物膜，隨后再次老化脫落。

1.2.2 生物濾池法除臭能力 生物濾池具有安全可靠的除臭效果，可獲得接近100%的去除率。生物濾池用于污水處理過程中，降解產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過氣體收集裝置集中送到生物濾池除臭單元，臭氣通過微生物的生物濾層時，微生物通過對臭味物質(zhì)的吸收、降解以及吸附作用將污染物降解為CO2、水分子、H2SO4、HNO3等無機易降解物質(zhì)。

1.3 曝氣生物濾池存在的問題

曝氣生物濾池是在普通生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。普通生物濾池在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出多種缺陷：

（1）如采用下向流方式，通過池底自然通風(fēng)，氣水在濾池中逆流而行，容易在濾料中形成氣泡，產(chǎn)生局部堵塞的現(xiàn)象；

（2）污水自上而下流經(jīng)濾池，污水中的固體物質(zhì)容易積聚于濾池表面，容易造成濾池的堵塞；

（3）采用自然通風(fēng)供氧，受水溫氣溫、濾池高度、濾料尺寸等影響較大，容易造成供氧不足、影響污水處理效果。

因此，為解決普通生物濾池在應(yīng)用中存在的這些問題，可采用上向流的曝氣生物濾池運行方式，即氣水平行上流的流態(tài)和鼓風(fēng)機曝氣技術(shù)，保證供氣充足、氣水混合均勻，該運行方式可有效阻止氣泡在濾料上的堵塞。與此同時，污水中的固體污染物能被空氣卷入濾床深處，提高濾池的固體負荷率，延遲反沖洗周期，進而降低了反沖洗的頻率與能耗。

此外，與普通生物濾池相比，曝氣生物濾池可對濾床進行反沖洗。普通生物濾池不具備反沖洗系統(tǒng)，濾料堵塞之后只能移到濾池外進行清洗，或者更換濾料，操作管理復(fù)雜，費用較高，也導(dǎo)致濾池停用時間的延長，有時甚至需要幾天的時間。而曝氣生物濾池采用上向流的形式，在需要進行反沖洗的時候只需人工或自動調(diào)高水量、氣量，即可實現(xiàn)對濾床的清洗，是濾料上老化的生物膜以及截留的固體雜質(zhì)沖出濾池之外。

2 反硝化脫氮工藝特點

在水體中，氮的主要存在形態(tài)為有機氮和無機氮兩種。（水中的有機氮和無機氮之和統(tǒng)稱為總氮，而氨氮和有機氮又稱為凱氏氮。）有機氮包含蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸、多肽等，來源于生活污水、工業(yè)廢水（如羊毛加工、制革、印染等）、農(nóng)業(yè)廢棄物（農(nóng)作物、牲畜等）。在微生物降解的作用下，有機氮可轉(zhuǎn)化為無機氮。無機氮主要有氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮3 種形式，這三者統(tǒng)稱為氮化合物。水體中一部分的無機氮是源于有機氮的微生物分解，另外有一部分是由于施用氮肥的農(nóng)田排水和地表徑流，和某些工業(yè)廢水（如焦化廢水、化肥生產(chǎn)廢水）的排放。

當(dāng)將氮化合物含量較高的污水直接排放時，會對環(huán)境造成危害[10]，例如，氮化合物含量較高時會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化；氨氮降解時會消耗水體的溶解氧；氮類物質(zhì)會使水體產(chǎn)生一定的色度和氣味；最近，富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藻毒素問題也引起人們的重視。此外，若將氮含量超過1mg·L-1的水用于農(nóng)田灌溉是，一些農(nóng)作物可能會因為過量吸收水中的氮而產(chǎn)生貪青倒伏的現(xiàn)象。

2.1 反硝化過程

水中氮類物質(zhì)的反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型的微生物完成[11,12]，在缺氧的條件下，這些微生物將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原成氣態(tài)氮（N2）或N2O、NO[13]。參與這一生化反應(yīng)的微生物就是反硝化細菌，這種細菌在自然界中幾乎無處不在，污水處理系統(tǒng)中常用的的反硝化細菌有變形桿菌、假單胞桿菌、小球菌等。這類反硝化細菌在有溶解氧的條件下，利用氧進行呼吸，對有機物進行好氧降解；而當(dāng)水中沒有分子氧、而存在硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮時，則可以硝酸鹽根和亞硝酸鹽根作為電子受體，從而實現(xiàn)對氮類物質(zhì)的反硝化去除[14-16]。反硝化過程以異化作用為主，其去除的氮約占總?cè)コ康?0%～75%。

反硝化分為三級生物脫氮系統(tǒng)、二級生物脫氮系統(tǒng)和一級生物脫氮系統(tǒng)。所謂三級生物脫氮系統(tǒng)，是指污水連續(xù)經(jīng)過三個單元生物處理裝置，依次完成各項凈化功能，最后一級實現(xiàn)反硝化脫氮。其中每個單元處理裝置都有自己的反應(yīng)池：第一級為曝氣池，第二級為硝化池，第三級為反硝化池，以及二沉池和污泥回流系統(tǒng)等。

該工藝的優(yōu)點是不同功能的菌屬如好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的單元構(gòu)筑物之中，可根據(jù)各自的特點調(diào)節(jié)最適宜的生長環(huán)境和工況條件，所以生化反應(yīng)速度較快；并且由于不同微生物種屬構(gòu)成的污泥分別在不同的沉淀池中進行沉淀分離和回流，因此運行管理比較方便，靈活性和適應(yīng)性較大，容易進行掌握，運行效果也較好。但是這種三級生物脫氮系統(tǒng)所需的處理構(gòu)筑物和設(shè)備較多，因此造價高、整體管理較為復(fù)雜，目前在實際工程中的應(yīng)用已經(jīng)越來越少了。

二級生物脫氮系統(tǒng)。這種二級系統(tǒng)將對有機物的氧化和對氨氮的硝化兩個過程置于第一級反應(yīng)器中同時完成，混合液經(jīng)沉淀后在第二級中進行反硝化脫氮，然后進入最終沉淀池，進行泥水分離。二級生物脫氮系統(tǒng)的優(yōu)點與三級生物脫氮系統(tǒng)較為類似，但是減少了一個中間沉淀池，整體工藝有所簡化。

單級生物脫氮系統(tǒng)。此種系統(tǒng)的特點是在工藝流程中不設(shè)置中間沉淀池，僅在工藝的末位設(shè)有一個最終沉淀池。該工藝對有機污染物的去除以及氨化反應(yīng)和硝化反應(yīng)在同一構(gòu)筑物內(nèi)進行，從該構(gòu)筑物流出的混合液不經(jīng)過沉淀而直接進入缺氧池，利用反硝化細菌進行反硝化反應(yīng)。所以該工藝的流程簡單，處理構(gòu)筑物和設(shè)備較少，克服了上述三級、二級生物脫氮系統(tǒng)的缺點，使得工程造價和運行管理復(fù)雜程度均有所降低。但是，該單級生物脫氮系統(tǒng)也存在著用于反硝化的有機碳源不足、難以進行調(diào)控、難以保證出水水質(zhì)等問題。

2.2 前置反硝化工藝特點

以上的生物脫氮系統(tǒng)都是遵循污水有機碳氧化、氨化硝化、反硝化的順序進行的。這種對污水順序進行處理的3 種系統(tǒng)都需要在硝化階段投加堿度、而在反硝化階段投加碳源有機物，使得運行費用增高。

因此，在80年代后期研究人員對脫氮工藝進行了改進，產(chǎn)生了前置反硝化工藝，即將反硝化單元置于系統(tǒng)之首。原污水和回流污泥首先同時進入位于系統(tǒng)初始的缺氧池，同時，一部分后續(xù)好氧池內(nèi)已充分反應(yīng)的硝化液也回流至該缺氧池（可稱之為內(nèi)循環(huán)或硝化液回流）。缺氧池內(nèi)的反硝化菌以原廢水中的有機碳為電子供體、以回流液中的硝酸鹽（或亞硝酸鹽）為電子受體，將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮，從而完成反硝化脫氮過程。在此之后，混合液進入到后續(xù)好氧池，再完成有機物氧化、硝化反應(yīng)等反應(yīng)[17-19]。

由于原污水是直接進入到系統(tǒng)之首的缺氧池，因此為缺氧池的反硝化反應(yīng)提供了足夠的有機物碳源，不需要再外投碳源，既節(jié)省了運行成本，又保證了反硝化過程對C/N 比的要求。缺氧池設(shè)置于好氧池之前，反硝化過程也會消耗一部分的碳源有機物，減輕了后續(xù)好氧池的有機負荷，減少好氧池中有機物氧化和氨氮硝化所需的溶解氧量[20]。

在該前置反硝化系統(tǒng)中，缺氧池反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度也可以部分補償后續(xù)好氧池中硝化反應(yīng)所消耗的堿度，因此，對于含氮濃度不高的污廢水，可不必另行投加堿度[21]。

前置反硝化系統(tǒng)將好氧池設(shè)置在缺氧池后，可以進一步去除反硝化殘留在水中的有機污染物，使出水水質(zhì)得以改善。而且該流程相對簡單，省去了中間沉淀池，構(gòu)筑物數(shù)量減少。

前置反硝化脫氮系統(tǒng)的好氧池和缺氧池可以合建在同一構(gòu)筑物內(nèi)，用隔墻將兩個不同功能的池體分開即可；當(dāng)然也可以建成兩個獨立的構(gòu)筑物，以滿足不同的生物處理功能需求[22-24]。

3 前置反硝化曝氣生物濾池工藝的可行性分析

3.1 工藝的技術(shù)選擇依據(jù)

污水處理是一項側(cè)重環(huán)境效益和社會效益的工程，在建設(shè)和實際運行中常常受到資金的限制，因此，選擇經(jīng)濟有效、成熟、可靠的污水處理技術(shù)是關(guān)鍵。一般的項目的技術(shù)選擇積于以下幾點：

（1）環(huán)境特征及要求 多數(shù)的公司經(jīng)過多年的發(fā)展，可使用的征地已較少，而公司的生產(chǎn)生活區(qū)比較集中，欲建設(shè)的污水處理廠只能在廠區(qū)、生活區(qū)周邊選擇，既要使建設(shè)的污水處理廠出水水質(zhì)達到國家標準、滿足納污水體的要求，又要使污水處理廠投資少、占地面積小、運行成本低、產(chǎn)生的異味小、不影響周邊居民的正常生產(chǎn)生活。

（2）水質(zhì)特點 很多工廠在生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的廢水由生產(chǎn)廢水和生活污水組成，生產(chǎn)廢水經(jīng)相應(yīng)的廢水處理設(shè)施處理后，通過獨立的排水系統(tǒng)排入外環(huán)境。生活污水經(jīng)生活污水管網(wǎng)，未經(jīng)處理直排附近河道，如果欲處理的廢水為單一的生活污水，要經(jīng)化驗分析，若B/C 在0.5～0.6 之間，可生化性好。也可以申請質(zhì)量安全環(huán)保處組織相關(guān)部門和單位經(jīng)過多次考察、專題研究、聘請專家對可選擇的污水處理工藝進行詳細論證。

（3）國內(nèi)生活污水處理工藝現(xiàn)狀 目前，我國已建成的生活污水處理廠大多采用傳統(tǒng)活性污泥法及其變形工藝、氧化溝工藝、AB 工藝、SBR 工藝等，活性污泥法已成為污水處理的主體技術(shù)，隨著人口的不斷膨脹和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，水體污染問題已對人類的生存和經(jīng)濟的發(fā)展構(gòu)成了威脅，因此，各國對污水處理要求越來越嚴格，雖然這幾種處理工藝處理的水質(zhì)都能達到排放水的一般要求，但其投資和占地面積大，難于管理，部分工藝處理負荷低、運行啟動慢、經(jīng)常出現(xiàn)污泥膨脹、耐沖擊能力差等諸多問題。90年代以來，廢水生物處理新工藝、新技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用取得了長足進展，各種新工藝應(yīng)運而生，其共同特點是高效、穩(wěn)定、節(jié)能，并具有脫氮除磷等多種功能。

曝氣生物濾池具有同時完成生物處理與固液分離，占地面積小，工程投資和運行費用低等優(yōu)點，并可通過調(diào)整濾池結(jié)構(gòu)形式而成為具有脫氮除磷功能的組合工藝。在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化，同時，BAF 工藝有機負荷高、水力負荷大，水力停留時間短，能耗、運行成本低，出水水質(zhì)高，在污水處理過程中不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。而傳統(tǒng)的活性污泥法占地面積較大，SBR 工藝雖然省去二沉池，但由于生化部分為敞開式，污水處理過程中產(chǎn)生的臭味對周邊環(huán)境影響較大。

根據(jù)以上分析，結(jié)合某些實際工廠的環(huán)境特征、納污水體水質(zhì)要求、生活污水水質(zhì)特點以及各種處理工藝的比較，最終確定曝氣生物濾池工藝處理生活污水的可行性。

3.2 前置反硝化曝氣生物濾池工藝的可行性分析

國內(nèi)流行的曝氣生物濾池形式是在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，借鑒給水濾池工藝發(fā)展起來的，BAF工藝有除碳工藝、除碳/硝化工藝、除碳/硝化/反硝化工藝、除碳/除磷/脫氮工藝等多種類型的組合工藝。

除碳工藝主要去除污水中碳化有機物；除碳/硝化工藝主要去除污水中有機污染物，并將硝化處理；除碳/ 硝化/ 反硝化工藝主要有水解+BAF 法和膜法硝化反硝化法，主要用于去除有機污染物并實現(xiàn)脫氮目的。水解+BAF 工藝是基于活性污泥A/O 思想，屬泥法脫氮,膜法硝化反硝化法是將硝化反硝化分別設(shè)在兩座BAF 池中進行，需外加碳源，其加入量較難控制。

我國南方城市生活污水處理廠多采用水解+曝氣生物濾池處理工藝，東北地區(qū)多采用DC+N 曝氣生物濾池法，大連馬欄河、大慶西城、哈爾濱太平、大慶東城污水處理廠擴建部分均采用DC+N 曝氣生物濾池處理工藝，出水雖能達標，但TN 不達標。

曝氣生物濾池反硝化系統(tǒng)主要有前置反硝化和后置反硝化。隨著曝氣生物濾池工藝研究的深入，國內(nèi)外都有試驗和報道證明：BAF 在運行過程中存在同步硝化反硝化現(xiàn)象，綜合比較如下：

（1）BAF 同步硝化反硝化對TN 的去除效果不理想，脫氮率僅為30%左右，脫氮的穩(wěn)定性較差。

（2）后置反硝化BAF 工藝對TN 的去除效果較同步硝化反硝化效果好，但需外加碳源，其優(yōu)點是由于外加碳源可使反硝化速率大大提高。但存在的問題是外加碳源的投加量較難控制，且運行管理要求較高，同時，為確保去除剩余的碳源，需設(shè)置后曝氣來降解。在國外，多數(shù)的工程應(yīng)用主要采用后置反硝化。

（3）前置反硝化BAF 工藝脫氮效果最好，在碳源充足的情況下，脫氮率可達80%～90%。但需嚴格控制回流污水帶來的DO 含量及回流水量，其運行控制較為復(fù)雜，因此，國內(nèi)外污水處理中不選用前置反硝化。

由于一些項目具有脫氮除磷要求，因此在工藝選擇上，經(jīng)過大量的水質(zhì)分析和技術(shù)論證，根據(jù)受納水體要求，對BAF 工藝流程、工藝參數(shù)進行了充分的研究和優(yōu)化組合，大膽地將前置反硝化原理應(yīng)用于BAF 工藝中，用于處理生活污水。經(jīng)過長期運行，前置反硝化BAF 工藝在生活污水處理中取得了良好的效果，實踐證明，前置反硝化BAF 不但具有較高的脫氮效果，而且對高濃度的COD 具有快速降解作用，可謂一舉兩得。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的曝氣生物濾池形式，包括除碳工藝、除碳/硝化工藝、除碳/硝化/反硝化工藝、除碳/除磷/脫氮工藝等多種類型的組合工藝流行多年，可以解決一些污水治理的問題，但是需要的外加條件較多，比如附加碳源等等，造成操作上某些環(huán)節(jié)難以控制。而目前的一些改進形式如水解+曝氣生物濾池處理工藝，DC+N 曝氣生物濾池法等，出水-N 雖能達標，但TN 不達標。并不能達到理性效果。所以探索出一條不同于前人的新的思路是今后研究的重點。本文討論了同步、前置和后置反硝化工藝結(jié)合曝氣生物濾池的處理效果，創(chuàng)新性的將前置反硝化原理應(yīng)用于BAF 工藝中，用于處理生活污水，經(jīng)過一段時間運行，中試效果良好，脫氮能力很強，并且COD 降解速度加快。根據(jù)本文的結(jié)論，前置反硝化曝氣生物濾池工藝具有很強的可行性，可以根據(jù)具體情況，大面積投入使用。

［1］Hong-Duck Ryu,Daekeun Kim,Heun-Eun Lim,Sang-Ill Lee.Nitrogen removal fromlowcarbon-to-nitrogen wastewater in four-stage biological aerated filter system［J］.Process Biochemistry，2008,43（7）:729-735.

［2］徐竟成,徐立,魯敏.三種曝氣生物濾池濾料處理城市污水的對比研究［J］.中國給水排水，2009,25（1）:93-96.

［3］Yao-Xing Liu,Tong Ou Yang,Dong-Xing Yuan,Xiao-Yun Wu.Study of municipal wastewater treatment with oyster shell as biological aerated filter medium［J］. Desalination，2010,254（1-3）:149-153.

［4］Yinsong Liu,Hongjun Han,Chunyan Xu,Bing Wang,Jianfeng Tan.Analysis on phosphorus removal from domestic wastewater treatment plantbybiologicalaeratedfilter［J］.EnergyProcedia，2011,11:3987-3992.

［5］崔福義,張兵,唐利.曝氣生物濾池技術(shù)研究與應(yīng)用進展［J］.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005,6（10）:1-7.

［6］張文藝,翟建平,鄭俊,等.曝氣生物濾池污水處理工藝與設(shè)計［J］.環(huán)境工程，2006,24（1）:9-14.

［7］劉燦燦,沈耀良.曝氣生物濾池的工藝特性及運行控制［J］.工業(yè)用水與廢水，2008,39（2）:20-23.

［8］王寶泉,代學(xué)民,賈躍然.淺談曝氣生物濾池處理工藝［J］.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報，2009,27（1）:37-39.

［9］李圭白,張杰.水質(zhì)工程學(xué)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.427-436.

［10］章文菁,楊建宏.生物脫氮處理工藝的發(fā)展［J］.民營科技，2010,（7）：20.

［11］Chun-Chin Wang,Chi-Mei Lee. Isolation of the ?-caprolactam denitrifying bacteria from a wastewater treatment system manufacturedwithacrylonitrile-butadiene-styreneresin［J］.JournalofHazardous Materials，2007,145（1-2）:136-141.

［12］辛明秀,趙穎,周軍,等.反硝化細菌在污水脫氮中的作用［J］.微生物學(xué)通報，2007,34（4）:773-776.

［13］Pascal Wunderlin,Joachim Mohn,Adriano Joss,Lukas Emmenegger,Hansruedi Siegrist.Mechanisms of N2O production in biological wastewater treatment under nitrifying and denitrifying conditions［J］.Water Research，2012,46（4）:1027-1037.

［14］曾慶武,梁運祥,葛向陽.反硝化細菌的分離篩選及其反硝化特性的初步研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008,27（5）:616-620.

［15］張彥浩,謝康,鐘佛華,等.pH 對氫自養(yǎng)型反硝化菌反硝化性能的影響［J］.環(huán)境污染與防治，2010,32（4）:40-44.

［16］Da-yu Yu,Meng-yu Yang,Wen-chao Liu,Bo Gao,Nan Qiao.Denitrifying bacteria loaded by modified bacterial cellulose to nitrogenouswastewater［J］.EnergyProcedia，2011,（11）:3219-3225.

［17］曾廣德.城市污水處理廠前置反硝化BIOFOR 工藝的設(shè)計與運行［J］.中國給水排水，2009,25（6）:34-36.

［18］Teck Wee Tan,How Yong Ng,Say Leong Ong.Effect of mean cell residence time on the performance and microbial diversity of pre-denitrification submerged membrane bioreactors［J］. Chemosphere，2008,70（3）:387-396.

［19］Young Mo Kim,Donghee Park,Dae Sung Lee,Kyung A Jung,Jong Moon Park. Sudden failure of biological nitrogen and carbon removal in the full-scale pre-denitrification process treating cokes wastewater［J］.BioresourceTechnology，2009,100（19）:4340-4347.

［20］劉碩,呂鑑,黃赟芳,等.曝氣生物濾池內(nèi)同步硝化反硝化的研究進展［J］.北京水務(wù)，2010,（3）:23-27.

［21］李微,傅金祥,劉守勇,等.后置反硝化曝氣生物濾池處理生活污水的研究［J］.中國給水排水，2009,25（19）:45-47.

［22］陳媛,成煒.前置反硝化UBAF 在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用［J］.工業(yè)水處理，2010,30（6）:75-77.

［23］李雨霏,韓洪軍,張凌瀚.前置反硝化曝氣生物濾池調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決措施［J］.中國給水排水，2009,25（12）:92-95.

［24］Yufei Li,Hongjun Han,Hongbo Hu,Bing Wang. Study on low carbon-to-nitrogen municipal wastewater using Pre-denitrification Biological Filter［J］.EnergyProcedia，2011,（11）:3942-3947.