劉源

【摘 要】曝氣生物濾池簡稱BAF，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），具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好，運行能耗低，運行費用少的特點。其在污水深度處理、中水處理、微污染源水處理、難降解有機物處理都有較為廣泛。

【關(guān)鍵詞】曝氣生物濾池；BAF；中水處理

近年來，城市的中水回用工程取得了長足的發(fā)展，曝氣生物濾池在中水處理越來越得到廣泛的發(fā)展應用，曝氣生物濾池顯示出了它獨特的優(yōu)越性和先進性。新疆目前在伊寧縣、克拉瑪依市等地都有成功的實踐。筆者在借鑒以上污水處理廠的基礎(chǔ)上負責設(shè)計了“阿拉爾市生活污水處理廠及中水利用建設(shè)項目”，該項目中水處理采用曝氣生物濾池處理工藝。筆者在此對曝氣生物濾池在中水處理的應用做一個探討。

曝氣生物濾池（簡稱 BAF）是在生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上，引入給水凈化過濾機制而形成的一種新型的污水生物處理工藝。其突出的特點，是將生物氧化和過濾結(jié)合在一起，通過反沖洗再生實現(xiàn)濾池的周期性運行。

BAF的池形類似于給水處理的V型濾池。裝填比重略大于水的“下沉式”濾料；在濾料底層設(shè)置曝氣系統(tǒng)；在濾池底部設(shè)置污水進水管、濾池沖洗水管和沖洗空氣管。

BAF 的運行方式多采用水、氣同向的上流式。經(jīng)沉淀預處理后的污水由 BAF 下部進入池內(nèi)，通過濾頭均勻布水，同時通過曝氣頭曝氣，水、氣自下而上穿過濾層，實現(xiàn)對污水深化處理和物理截留，使最終出水滿足排放或回用要求。

一、曝氣生物濾池工藝原理及特點

BAF的關(guān)鍵是使用一種新型生物陶粒濾料——多孔生物濾料，在其表面生長有生物膜，污水由下而上流進濾料，池底則提供曝氣使得廢水中的有機物得到好氧穩(wěn)定。由于使用了多孔生物濾料，其與常規(guī)活性污泥法和接觸氧化法相比，具有生物過濾，生物吸附和生物氧化三合一體。由于濾料的比表面較大 。因此濾料層具有良好的過濾和生物吸附作用，可省去二沉池。各種污染物首先被過濾和吸附，進而被微生物利用，一個曝氣生物濾池可同時起到普遍型曝氣池，二沉和砂濾池的作用，進而廢水最終得以凈化。

BAF以其獨特的結(jié)構(gòu)特征和運行特點顯示出其獨特的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：

（1）處理構(gòu)筑物容積小，占地面積省

上流式BAF的BOD5容積負荷是常規(guī)活性污泥法和接觸氧化法6-12倍，所以它的池容積和占地面積較小，大大節(jié)省了占地面積和土建費用。

（2）出水水質(zhì)優(yōu)越、運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強

在BOD5容積負荷6kgBOD5/m?.d 時，其出水SS和BOD5可保持在10mg/l以下，CODcr可保持在60mg/l以下，遠遠低于《污水綜合排放標準》一級排放標準。

BAF 屬于微生物固定生長體系，高濃度的微生物以生物膜的形式固定在濾料上，無污泥膨脹之患，運行十分穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。

（3）氧利用率高，節(jié)省空氣量和電耗

BAF所采用粒狀濾料對微小氣泡的阻擋和反復切割作用，從而使得BAF 的氧利用率高達 30%以上。

（4）處理流程簡單，工程投資及運轉(zhuǎn)費用相對較低

由于 BAF 所具有的諸如緊密集成布置方式、無污泥回流系統(tǒng)、氧利率高等特點，使處理流程得以簡化，省占地，工程投資和運行費較低。

（5）BAF 具有同程反硝化（脫氮）功能

在 BAF 運行過程中，存在同程硝化、反硝化作用，這是由于在 BAF 濾池布滿微生物的濾料凹面孔間隙內(nèi)部，存在一定的缺氧環(huán)境，為反硝化細菌的脫氮提供了條件。

（6）間歇運行的適應性強

由于大量的微生物生長在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，微生物不易流失；如果需要在一段時間內(nèi)停止運行或間歇運行，只要使濾料處于水浸沒狀態(tài)，就能保持其微生物的活性，可隨時恢復運行。

（7）曝氣生物濾池的不足之處

一是鼓風機數(shù)量相對較多，這主要是 BAF 的模塊式設(shè)置、要求一對一供氣所致，但設(shè)備的單機容量均較小，在經(jīng)濟上與大型鼓風機集中供氣基本相當；二是設(shè)備的總裝機容量較大。這主要是由于濾池沖洗系統(tǒng)的設(shè)備的容量較大，但這些設(shè)備每日運行的時間很短（濾池一般 24 小時沖洗一次，每次約 30 分鐘），并不會導致耗電隨裝機容量成比例增大；三是 BAF對施工的要求較高，需精心施工，確保施工質(zhì)量。但根據(jù)國內(nèi)若干 BAF 污水廠工程實踐來看，國內(nèi)市政工程專業(yè)施工隊伍的技術(shù)素質(zhì)，已完全能滿足 BAF 污水廠工程的要求。

二、曝氣生物濾池常規(guī)流程

1.兩段曝氣生物濾池法

第一級為DN反硝化生物濾池，污水中的氨氮經(jīng)第二級C/N曝氣生物濾池硝化處理后轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，并通過回流泵回流至DN反硝化濾池，DN濾池中的反硝化菌將回流水的硝酸鹽并利用原污水中的有機物作為碳源，最終將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣而起到脫氮的目的。

2.三段曝氣生物濾池組合

三段曝氣生物濾池是在兩段曝氣生物濾池的基礎(chǔ)上增加第三段反硝化濾池。同時可以在第二段濾池的出水中投加鐵鹽或鋁鹽進行化學除磷，所以第三段也稱為DN或DN-P生物濾池。

三、合理選用設(shè)計參數(shù)

1.濾池池體。

濾料層高度2.5～4.5m，承托層高度0.3～0.4m，配水區(qū)高度1.2～1.5m，清水區(qū)高度1.0～1.3m，超高0.3～0.5m。池體高度宜為5～7m。

濾池表面水力負荷（濾速）：3m?/[㎡·h（m/h）]

BOD5負荷：3.00kgBOD5/m?濾料.d

NH3-N負荷：0.30kgNH3-N/m?濾料.d

NO3-N負荷：0.80kgNO3-N/m?濾料.d，

2.濾料。

宜選用生物陶粒濾料或火山巖濾料。選用陶粒濾料，粒徑為4～6mm。

3.承托層。

作用支撐濾料，宜選用機械強度和化學穩(wěn)定性好的卵石作承托層，并按一定級配布置。級配一般為：直徑16～32mm，厚度為150mm，直徑8～16mm，厚度為100mm，直徑4～8mm，厚度為100mm。

4.布水系統(tǒng)。

曝氣生物濾池專用長柄濾頭，反沖洗水強度：7 L/㎡.s。

5.布氣系統(tǒng)。

鼓風曝氣，反沖洗空氣強度：15L/㎡.s。

6.反沖洗系統(tǒng)。

方式：反沖洗過程常采用：“氣洗→氣水同時反洗→水漂洗”三步。每過程歷時5～8min。

四、總結(jié)

通過對曝氣生物濾池的原理及特點進行分析，在污水廠中水處理中，往往是將污水廠出水水質(zhì)由二級標準或一級B標準提標到一級A標準，在此過程中需要將BOD5、COD、TN、TP、NH3-N等生化性指標降低，但傳統(tǒng)的中水處理方式主要采用“澄清+過濾”的方式，此種方式以物理過濾為主，對SS的去除較好，但對BOD5、COD、TN、TP、NH3-N等生化性指標則起不到什么作用，而曝氣生物濾池是集生化處理和物理過濾于一體，對中水處理達標率很高，故筆者認為曝氣生物濾池在中水處理中具有明顯的優(yōu)勢，且在疆內(nèi)有著成功的案例，故筆者設(shè)計的“阿拉爾市生活污水處理廠及中水利用建設(shè)項目”，該項目中水處理采用曝氣生物濾池處理工藝。

參考文獻：

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[2]張文藝.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）：9-13.