長沙市曝氣生物濾池

　　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年代初在歐洲建成一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。

　　曝氣生物濾池處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)濾料上所附生物膜中微生物氧化分解，濾料及微生物膜的吸附阻留和沿著水流方向形成的食物鏈分級捕食以及微生物膜內(nèi)部微環(huán)境的反硝化。

　　根據(jù)曝氣生物濾池中的水流流向，其可分為上向流和下向流曝氣生物濾池，由于上向流曝氣生物濾池接近于理想濾池，所以在實(shí)際工程中較多。

　　曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期，從開始過濾到反沖洗完畢為一個(gè)的周期。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。

　　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。

長沙市曝氣生物濾池

　　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環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定，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工藝簡單、

　　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，一般不超過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放規(guī)準(zhǔn)，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，泡在上升過程中不斷被切割成小泡，加大了液接觸面積，提高了氧的利用率;②泡在上升過程中，由于濾料的阻擋和分割，使泡必須經(jīng)過濾料的縫隙，延長了其停留時(shí)間，同樣利于氧的傳質(zhì);③ 理論研究表明，BAF中氧可直接滲入生物膜，因而加快了氧的傳輸速度，減少了供氧量。

　　5易掛膜、啟動快

　　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。由于微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其管理簡單。BAF在短時(shí)間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉，一旦通水并曝，可在很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，這一點(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，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)點(diǎn)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自動化程

　　由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些的自動化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時(shí)器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得曝氣生物濾池管理自動化得以順利實(shí)現(xiàn)。

　　曝氣生物濾池可以對進(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進(jìn)行在線檢測，并通過PLC控制方便地調(diào)整曝時(shí)間的長短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，做到優(yōu)化，PLC對濾池進(jìn)行自動反沖洗。

　　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，不僅能去除一般機(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。

注意事項(xiàng)

1、碳氧化濾池與硝化濾池的出水中的溶解氧宜控制為3.0~4.0mg/L。

2、濾速增加對碳氧化不利，部分非溶解性機(jī)物為降解就出，6m/h。

3、但在一定的容積負(fù)荷范圍內(nèi)，濾速增加不但不會降低曝氣生物濾池的去除率，還會增加硝化反硝化效率。主要原因三:一、高濾速增強(qiáng)了濾池內(nèi)部的傳質(zhì)效率，使得空、污水、生物之間更多的接觸機(jī)會;二、高濾速下，生物膜更新較快，增強(qiáng)了生物的活性。三、低速下，濾料容易堵塞，使得反沖洗的周期縮短，而頻繁的反沖洗對繁殖速度較慢的硝化細(xì)菌即為不利。

4、濾池主要用於碳氧化時(shí)，當(dāng)要求出水的BOD5=10~20mg/L，容積負(fù)荷采用3.5~5.0kOD5/(m?d)，當(dāng)要求出水的BOD5=5~10mg/L，容積負(fù)荷采用2.5~3.2kOD5/(m?d)。

5、濾池主要用於碳氧化和硝化時(shí)，容積負(fù)荷建議BOD5≦3.0 kOD5/(m?d)，研究表明，當(dāng)BOD5容積負(fù)荷大於該值時(shí)，氨氮的去除收到抑制，當(dāng)BOD5≧4.0 kOD5/(m?d)，氨氮去除收到明顯抑制。

6、出水CODcr在60mg/L，進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)該在4.0~5.0 kgCODcr/(m?d)，當(dāng)CODcr≦50mg/L，進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)該控制在3.0 kgCODcr/(m?d)以下。

7、濾池硝化和反硝化脫氮要求時(shí)，需要核算硝化和反硝化的容積負(fù)荷。建議容積負(fù)荷分別小於2.0 kgNH3-N/(m?d)和5.0 kgNO3-N/(m?d)，采用0.3~0.8 kgNH3-N/(m?d)和0.8~4.0 kgNO3-N/(m?d)。

8、當(dāng)需要脫氮，且碳源不足時(shí)，可將反硝化池置於硝化池之前，將硝化池部分出水回流到反硝化池，做成前置反硝化。如下優(yōu)點(diǎn):a、利用污水中的機(jī)物作為碳源，減少外加碳源。b、機(jī)質(zhì)在反硝化池中去除，確保了碳氧化/硝化池中的硝化能力。c、的曝量相對較少。d、污泥量較少。對於BOD5充足且需脫氮的生活污水，從考慮前置反硝化工藝優(yōu)點(diǎn)明顯。

9、后置反硝化工藝更適合用在以下場所:a、BOD5含量明顯偏低的廢水(工業(yè)廢水比重高)。b、用於污水改造升級，之前未考慮硝化指標(biāo)，出水BOD5偏低，但氨氮較高。

10、為避免除碳對硝化的影響，后置反硝化應(yīng)在預(yù)處理階段，除去一部分的BOD5，C/N池設(shè)計(jì)濾速6~10m/h為宜，硝化負(fù)荷應(yīng)滿足:進(jìn)水BOD5≧60mg/L，約為0.3kgNH3-N/(m?d)，當(dāng)BOD5=20~50mg/L，約為0.6kgNH3-N/(m?d)，當(dāng)BOD5≦20mg/L，約為1.0kgNH3-N/(m?d)，若以甲醇為外加碳源，則DN投加量為3.3 kgCH4O/ kgNO3-N。

11、設(shè)計(jì)反硝化負(fù)荷0.4~0.5 kgNO3-N/(m?d)，濾速≧10m/h，好進(jìn)水BOD5/NO3-N≧6，通常DN池對BOD5的去除率≦60%，對CODcr的去除率≦70%，剩馀的CODcr會進(jìn)入硝化反應(yīng)器，為確保N池的硝化能力(大於0.5kgNH3-N/(m?d))，CODcr的負(fù)荷≦2.0kgCODcr/(m?d)。