郭娟

摘 要：在當(dāng)前水資源短缺及水環(huán)境污染日益嚴(yán)峻的大背景下，污水處理工作越來(lái)越引起社會(huì)的關(guān)注。新型污水處理方式和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，與傳統(tǒng)污水處理形式相互沖擊，也彼此印證。其中，曝氣生物濾池處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)鮮明，具有較大程度的推廣及深入發(fā)展?jié)摿?。文章將通過(guò)多角度，對(duì)曝氣生物濾池在污水處理廠運(yùn)營(yíng)中的常見(jiàn)問(wèn)題及改造優(yōu)化措施進(jìn)行針對(duì)性分析和探究。

關(guān)鍵詞：曝氣生物濾池;污水處理;分析;改造

中圖分類(lèi)號(hào)：X7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.013

曝氣生物濾池脫胎于傳統(tǒng)的污水處理方式，是一種綜合生物降解、固液分離為一體的生物膜法污水處理技術(shù)。目前，在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家較為流行。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，污水處理需求不斷增加，同時(shí)結(jié)合各污水廠的實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，目前的曝氣生物濾池污水處理工作模式中存在可優(yōu)化和改善的部分。對(duì)此，需要污水處理廠的相關(guān)運(yùn)營(yíng)管理人員，結(jié)合曝氣生物濾池在污水處理廠中運(yùn)用的應(yīng)用特點(diǎn)及常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，從而發(fā)掘更加完善且具有針對(duì)性的改進(jìn)策略，以此達(dá)到預(yù)期的技術(shù)或管理方面的改進(jìn)目標(biāo)。

1 曝氣生物濾池在污水處理廠運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 曝氣生物濾池運(yùn)營(yíng)優(yōu)點(diǎn)

曝氣生物濾池在污水處理技術(shù)中屬于生物膜法范疇，發(fā)展初期常作為三級(jí)處理的深度處理技術(shù)，隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，也逐漸被用作二級(jí)處理環(huán)節(jié)。作為第三代生物濾池，曝氣生物濾池具有其鮮明的、不可替代的特點(diǎn)。因此，將其恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用至實(shí)際污水處理工作中，具有重要意義[1]。

第一，曝氣生物濾池的首要特點(diǎn)，便是采用生物處理和過(guò)濾處理的聯(lián)合方式。污水通過(guò)自下向上或者自上而下的流動(dòng)，與空氣、濾料及附著于濾料之上的生物膜充分接觸，將帶來(lái)比較顯著的結(jié)果：

污水中的懸浮物、有機(jī)污染物分別被截留、降解，可以有效去除的，包括COD、BOD、SS、NH4+-N等;濾料上的微生物得到空氣中的溶解氧以及污水中豐富的有機(jī)物等;原來(lái)污水中的懸浮物和生物膜脫落形成的污泥被濾料截留，從而達(dá)到二次沉淀的效果。因此，曝氣生物濾池相比其他污水處理方式而言，處理能力較強(qiáng)，處理效率也相對(duì)較高。

第二，曝氣生物濾池占地面積較小，而且主要以穿孔管曝氣方式為主。這種方式可以有效節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)投資和供氧動(dòng)力，運(yùn)行管理成本也相對(duì)較低，這是其他污水處理設(shè)備無(wú)法企及的目標(biāo)，可以有效降低污水處理成本。

第三，曝氣生物濾池穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)同樣比較突出：

濾料上的生物膜，一般2～3周左右就能完成成膜過(guò)程，而且在南方低溫天氣下也能保持比較好的去除效率;即使在正常負(fù)荷2～3倍的沖擊下，曝氣生物濾池的短期出水水質(zhì)變化也不大;污泥被截留后，直接通過(guò)反沖洗過(guò)程進(jìn)入初次沉淀池，然后進(jìn)入污泥濃縮池后被排放，不需要進(jìn)行污泥回流，因此不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。

1.2 曝氣生物濾池運(yùn)營(yíng)缺點(diǎn)

曝氣生物濾池在污水處理廠運(yùn)用中雖然優(yōu)點(diǎn)明顯，但是由于影響其運(yùn)行效果的因素繁多，因此依舊存在不可忽視的缺點(diǎn)，主要如下：

首先，由于曝氣生物濾池中生物膜主要作用微生物群的特性，水溫、pH值、溶解氧等都將對(duì)其污水處理能力產(chǎn)生一定的影響。

其次，目前曝氣生物濾池的濾料多為陶、石英砂、無(wú)煙煤等材質(zhì)的球狀多孔顆粒，因此當(dāng)污水中的懸浮物較多時(shí)，濾料的過(guò)濾能力將會(huì)受到一定沖擊，從而影響出水的穩(wěn)定性及反沖洗的頻率。

最后，曝氣生物濾池產(chǎn)生的污泥因沒(méi)有經(jīng)過(guò)污泥回流，由濾料截留經(jīng)反沖洗過(guò)程進(jìn)入初次沉淀池再沉淀，后進(jìn)入濃縮池濃縮產(chǎn)生，因此含水量較高，穩(wěn)定性較差，產(chǎn)泥量也較高，從而導(dǎo)致污泥的進(jìn)一步處理壓力增加。

2 曝氣生物濾池實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)化建議

根據(jù)上述對(duì)曝氣生物濾池應(yīng)用特點(diǎn)的分析可以發(fā)現(xiàn)，該種污水處理方式因優(yōu)點(diǎn)較為突出，具有在國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)推廣的價(jià)值，其存在的缺點(diǎn)也有改進(jìn)的空間。影響微生物的水溫等因素，主要在選址階段解決，因此主要的優(yōu)化建議集中在濾料、設(shè)備設(shè)施改造方面，如下所述。

2.1 注重濾料的選擇及運(yùn)用

曝氣生物濾池中，濾料的選擇，決定了可供生物膜生長(zhǎng)的比表面積的大小，還極大地影響了生物膜量的大小。因此，可以說(shuō)濾料選擇在曝氣生物濾池處理能力中，發(fā)揮了極為重要的作用[2]。

一般情況下，如果濾料表面帶正電荷，且粗糙度較高，將有利于細(xì)菌在其表面附著、固定，同時(shí)比表面積形成的孔洞、裂縫等對(duì)已附著的細(xì)菌起到屏蔽保護(hù)。目前，國(guó)內(nèi)的曝氣生物濾池多采用球形多孔陶粒，這種填料成分具有較多的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，如造價(jià)較低，相對(duì)密度適中，性質(zhì)穩(wěn)定，以及其表面粗糙易于附著生物、截留懸浮污染物等。但是，由于其質(zhì)地堅(jiān)硬，因此也帶來(lái)了阻力大及易堵塞的缺陷，加大了反沖洗過(guò)程的難度。

建議將粒狀陶粒改為火山巖。雖然火山巖形狀相對(duì)陶粒較為不規(guī)則，堆積時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致咬合面積增加，但是火山巖顆粒之間孔隙率大、比重輕，有如下優(yōu)點(diǎn)：

相對(duì)于陶粒濾料，尤其是沖洗下層的濾料，沖洗時(shí)相對(duì)比較均勻，較大程度避免了濾料層板結(jié);火山巖孔隙也有利于固定更多的生物量，提高單位濾料的有機(jī)負(fù)荷;發(fā)達(dá)的孔隙內(nèi)部，有利于形成厭氧/缺氧環(huán)境，具有較好的同步脫氮效果。

注重新型填料的選擇與運(yùn)用，是促進(jìn)提升污水處理工作效果的根本因素。對(duì)此，需要充分分析調(diào)查，并發(fā)揮想象能力與創(chuàng)造能力，將新型、高效、全面的填料運(yùn)用至曝氣生物濾池中，從而達(dá)到提升污水處理效率，強(qiáng)化發(fā)展污水處理能力的最終目的。

2.2 改進(jìn)曝氣生物濾池設(shè)備結(jié)構(gòu)

對(duì)于曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)而言，其中設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致污水處理效率低的問(wèn)題需要重點(diǎn)關(guān)注。

首先，由于曝氣生物濾池的污水處理方式，主要以上流的方式作為生物過(guò)濾方法，需要底部的水上流至頂部進(jìn)行過(guò)濾。這種過(guò)濾方式的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)比傳統(tǒng)過(guò)濾形式更加有效，但是實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地、設(shè)備、運(yùn)營(yíng)管理等設(shè)計(jì)其進(jìn)水方向，污水往上流、自上往下流各有其優(yōu)勢(shì)優(yōu)點(diǎn)。

其次，可以對(duì)常規(guī)的曝氣生物濾池主體設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，以更完善的形式提升曝氣生物濾池使用效果，如圖1所示。參照塔式生物濾池，可以對(duì)曝氣生物濾池的池體進(jìn)行以下改進(jìn)，設(shè)置多層濾料，同時(shí)確保濾料荷重分層負(fù)擔(dān)，保證每層濾料的厚度小于2 m，可以保證濾料不被壓碎，也便于安裝與維護(hù)。此外，承托層采用礫石鋪設(shè)，第一層、第二層、第三層的礫石厚度分別為3 mm、6 mm、12 mm，層厚均應(yīng)為100 mm。

此外，以上多層濾料的濾料選擇可以選擇同一種，也可以根據(jù)需要或成本等考慮，選擇不同的濾料。如接近反沖洗系統(tǒng)的濾料層，可以選用相對(duì)密度小一點(diǎn)的濾料，使得反沖洗時(shí)容易松動(dòng)，利于被沖洗干凈;為防止濾料層擾動(dòng)過(guò)大，則可以加入蜂窩狀或波紋板狀填料，用以在一定程度上固定濾料層等。

2.3 串聯(lián)其他設(shè)備，提升效率

設(shè)備串聯(lián)是工業(yè)發(fā)展中經(jīng)常運(yùn)用的方式，通過(guò)充分體現(xiàn)不同設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，以求更好地達(dá)到既定的工作效果與目標(biāo)。在污水處理運(yùn)營(yíng)工作中，曝氣生物濾池的具體運(yùn)用方式和方法，可以與其他設(shè)備設(shè)施串聯(lián)完成污水處理流程。如有景觀展示需要，可以在曝氣生物濾池末端設(shè)置小型濕地，出水自濾池流出后進(jìn)入濕地。一方面，可以直接回用;另一方面，濕地也同時(shí)具有氧化塘的處理效果。也可在曝氣生物濾池之后再設(shè)置小型二沉池，主要針對(duì)參與反沖洗過(guò)程的出水，此部分出水直接進(jìn)入小型二沉池，一方面減小進(jìn)水壓力;另一方面可以減少污泥量，減輕污泥的處理壓力等。

需要注意的是，在實(shí)踐串聯(lián)工作中，需要加強(qiáng)對(duì)不同設(shè)備基礎(chǔ)性能的分析，結(jié)合實(shí)際情況分辨具體串聯(lián)方式，既要保證串聯(lián)工作的效果，又要充分體現(xiàn)污水處理的工作目標(biāo)，進(jìn)而達(dá)到良好的工作效果[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)思路，是給水快濾池和污水處理接觸氧化法的融合，將生物吸附過(guò)濾與生物降解進(jìn)行合并處理，以陶粒等濾料為載體，首先截留懸浮物及污水中的其他雜物。同時(shí)，通過(guò)在濾池內(nèi)曝氣的方式，使濾料表面生長(zhǎng)大量生物膜，生物膜上的微生物通過(guò)生物代謝方式，實(shí)現(xiàn)脫氨除磷功效。因此，應(yīng)充分探究其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況挖掘其中的問(wèn)題，不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，從而對(duì)現(xiàn)代污水處理工作起到較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭元武，余華東，李波，等.初沉池—曝氣生物濾池工藝處理城市河道污水性能研究[J].工業(yè)用水與廢水，2019（1）：44-47.

[2] 劉雷.改進(jìn)型曝氣生物濾池在污水處理中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2020，45（11）：122-126.

[3] 游衛(wèi)強(qiáng)，胡斌，陳浩.曝氣生物濾池在污水處理廠運(yùn)營(yíng)中的常見(jiàn)問(wèn)題分析及改造優(yōu)化[J].給水排水，2020，56（S1）：422-425.