曝氣生物濾池（BAF）工藝處理城市污水的理論研究

白麗麗

【摘要】曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，以下簡稱BAF）是填裝有較大比表面積填料的固定床生物膜反應(yīng)器，將生物氧化、吸附與過濾結(jié)合在一起，具有處理負(fù)荷高，出水水質(zhì)好、占地面積小等優(yōu)點，是一種新型的污水處理技術(shù)，該技術(shù)已被證明是一種高效能、低成本和體積小的污水處理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】曝氣生物濾池；氧化降解；截留；反沖洗

1、BAF工藝簡介

曝氣生物濾池技術(shù)是使用一種大比表面積的填料，在其表面及開口內(nèi)腔空間生長有微生物膜，根據(jù)BAF中的水流流向，其可分為上流式和下流式曝氣生物濾池，上流式BAF在實際工程中應(yīng)用較多。

上流式BAF是當(dāng)污水由下向上流經(jīng)濾料層時，微生物膜吸收污水中的有機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氣供氧的條件下，氣、水同為上向流態(tài)，使廢水中的有機物得到好氧降解，并進行硝化脫氮，此為生物氧化降解過程；同時，污水流經(jīng)時，濾料呈壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的絮凝作用，截留污水中的懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；運行一定時間后，因水頭損失的增加，需對濾池進行反沖洗，以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜，保證微生物膜的活性，此為反沖洗過程。

2、BAF工藝流程

BAF反應(yīng)器為周期運行，從開始過濾到反沖洗完畢為一個完整的周期。過程如下：

BAF對進水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100 mg/L），經(jīng)預(yù)處理的污水從濾池底部進入濾料層，對濾料層下部進行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，污水通過濾料層，水體含有的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉(zhuǎn)化，NH3-N被氧化成NO3-N；同時，溶解狀態(tài)的有機物和特定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在過濾層中，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，在硝化的同時實現(xiàn)部分反硝化，污泥產(chǎn)量少。

隨著過濾的進行，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)到極限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時就必須對濾池進行反沖洗。

BAF的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖，反沖洗時關(guān)閉進水和工藝空氣，先單獨氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，最后進行水漂洗。反沖洗時濾料層有輕微膨脹，在氣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隨反沖洗排水排出濾池，反沖洗排水回流至預(yù)處理系統(tǒng)。

3、BAF工藝特點

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，具有以下特點：

1）具有較高的生物濃度和較高的有機負(fù)荷。BAF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，高濃度的微生物量使得BAF的容積負(fù)荷增大，進而減少了池容積和占地面積。

2）工藝簡單、出水水質(zhì)好。由于濾料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的物質(zhì)形成的吸附作用，使得出水的SS很低，可用于回用。

3）抗沖擊負(fù)荷能力強。整個濾池中分布著較高濃度的微生物，對有機負(fù)荷、水力負(fù)荷的變化沒有傳統(tǒng)活性污泥敏感，無污泥膨脹問題。

氧的傳輸效率高。濾料粒徑小，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率，曝氣量低于一般生物處理。

易掛膜、啟動快。BAF調(diào)試時間短，不需接種污泥，采用自然掛膜馴化。

6）菌群結(jié)構(gòu)合理。BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)勢菌種，使除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發(fā)生。

7）自動化程度高。BAF系統(tǒng)可通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時間的長短，控制風(fēng)機的供氧量，做到優(yōu)化運行。

8）脫氮效果好。可通過濾池中的不同功能區(qū)分布，使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。

4、BAF技術(shù)鑒定

1）該工藝經(jīng)示范工程裝置（規(guī)模4800m3/d）運行表明，在進水濃度COD為350～500mg/l，BOD為100-200mg/l，SS為130～200mg/l，PH為6.8～8.5，NH3-N為20～50mg/l，出水可達(dá)國家一級標(biāo)準(zhǔn)。

2）示范工程的主要運行參數(shù)為：工藝總停留時間2.5～3.0h，曝氣生物濾池污泥濃度10～18kg/m3，填料填充率50%～70%，一級填料容積負(fù)荷10kgCOD/m3.d，水力停留時間50min，氣水比6：1；二級填料容積負(fù)荷5kgCOD/m3.d，水力停留時間25min，氣水比2：1。

4）該技術(shù)處理城市污水技術(shù)可靠、經(jīng)濟可行、操作簡便，與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，具有世界先進水平。

參考文獻(xiàn)：

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