污水處理中曝氣生物濾池應用研究

摘要：曝氣生物濾池是常見的污水處理技術，其能去除多種有害物質，具有出水水質好、高效節能、成本低等諸多優勢，因而在污水處理中得到日益廣泛的應用。本文先對曝氣生物濾池進行了概述，然后，重點研究了其在污水處理中的應用，希冀能為我國污水處理提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：污水處理;曝氣生物濾池;生物膜處理工藝

Abstract：Aerated biofilter is a common sewage treatment technology，which can remove a variety of harmful substances and has many advantages such as good effluent quality，high efficiency， energy saving，low cost and so on.Therefore，it is increasingly widely used in sewage treatment.In this paper， biological aerated filter is summarized firstly，and then its application in sewage treatment is mainly studied， hoping to provide some reference for sewage treatment in our country.

Key words：Sewage treatment;Biological aerated filter;Biofilm treatment process

曝氣生物濾池簡稱BAF，是歐美在20世紀80年代末開發的一種新型生物膜法污水處理工藝，與傳統的污水處理工藝相比，其具有非常明顯的占地小、成本低、效率高等優點，近年來在我國不少污水處理廠中得到了越來越多的應用，處理城鎮污水、工業廢水及農村污水等的效益非常顯著。本文擬對曝氣生物濾池在污水處理中的應用進行研究，以供參考。

1 曝氣生物濾池概述

1.1 曝氣生物濾池的原理

從本質上來看，曝氣生物濾池是固、液、氣三相共存的生物膜處理工藝，屬于接觸氧化和過濾相結合的新興的廢水好氧生物處理技術，也可以說是普通生物濾池的變形方式。其核心技術是應用多孔性的濾料，并將其作為生物載體來進行污水處理。在曝氣生物濾池的裝置頂部設置了布水系統，能均勻地將污水分布到濾料的表面，這樣，液滴狀的污水就能夠充分地與氧氣進行接觸。微生物在濾料表面通過附著-脫附-再附著，最后形成一層穩定的生物膜，就不再繼續進行脫附。因為膜內存在好氧區和缺氧區，具有較高的活性，污水一旦流經生物膜，就可以將污染物成功去除。污水在系統中，從上至下流經濾料，之后在系統中進行循環利用，或者自裝置底部排出。曝氣生物濾池單位體積的生物量數超過了活性污泥法的數倍，同時，曝氣生物濾池所用的填料細小，具有較強的過濾作用，出水不用再進行沉淀。曝氣過程中氣泡行程與氣液接觸時間都很長，通過濾料的多次剪切，能極大地提高氧的利用效率，減少能源消耗。整體來看，曝氣生物濾池具有池體體積小，工藝流程簡單，菌群結構合理，處理負荷高，處理效果好，耐沖擊負荷、不需二沉，受氣溫影響小等優勢，市場應用前景廣闊。

1.2 曝氣生物濾池的優勢與不足

1.2.1 優勢

曝氣生物濾池充分借鑒了接觸氧化法和給水快濾池兩種污水處理技術的設計思路，其主要優勢如下：一是生物量高于活性污泥工藝，其濾料為顆粒狀，粗糙多孔，非常利于更多的微生物附著生長，保證反應器內的生物量得到有效維持。二是其具有給水快濾池的技術特點，處理流程短，不僅能快速、有效地去除污水中的懸浮固體（SS），還不需要進行二沉，因而整體基建投資比較低。三是菌群結構合理，在曝氣生物濾池污水流程中，能形成多種優勢生物菌種，在同一個容器中就能降解有機物，發生硝化和反硝化等。四是耐沖擊負荷強，能較好地適應水質、水量、環境變化等。五是在設置回流或單獨設置反硝化段時，脫氮效果也非常良好。

1.2.2 不足

一是對進水SS有較高的要求，需要對其進行嚴格的預處理，如果不這樣，將極有可能堵塞濾料，增加了使用風險。二是要定期對濾池進行反沖洗，以便將濾層中截留的水中懸浮物和脫落的生物膜去除，同時，將濾料上老化的生物膜洗脫掉。在進行反沖洗時，需要將曝氣生物濾池的工作中止，且恢復運行也需要一定的時間。尤其是在進水懸浮物比較多的情況下，反沖洗次數也會比較多，使得濾池的運行周期較短，增加運行成本。三是生物除磷效果不夠理想，在除磷過程中，需要采用化學法進行輔助。四是濾池產生的污泥無機成分高，難以進行充分的消化利用。

2 曝氣生物濾池在污水處理中應用

2.1 科學選擇濾料

濾料是生物膜的載體，也是曝氣生物濾池的核心構成部分，具有截留懸浮物質的作用，對曝氣生物濾池性能具有極大的影響。作為微生物生長、附著的場所，濾料可以促進污水處理過程中微生物增殖和更新。而且，污水也是通過濾料來流動的，經過濾料后，水質會有很大的提高。而進水中的部分懸浮物也會被濾料截留在表面或空隙內。鑒于濾料的這種作用，在選擇濾料時，就應根據進水水質與污水廠實際，優先選擇相對適合的濾料，如材料獲得方便、比表面積大、孔隙率較大、質輕且具有一定機械強度、成本低等，以達到降本增效的作用。現在常用的濾料主要是粒狀濾料、不規則多孔濾料、蜂窩或波紋板濾料，其中，蜂窩或波紋板濾料屬于新型濾料，其制作原料主要是玻璃鋼或塑料，耐用度較高。

2.2 合理設置氣水比

對于曝氣生物濾池來說，在其運行過程中，氣水比數據的設置十分關鍵，直接影響著濾池的運行效果。曝氣能夠為微生物提供溶解氧，還能快速擴散有機物和微生物相互作用的產物，減少濾料堆積，促進生物膜及時脫附。相關研究顯示，如果氣水比過低，就會嚴重影響有機物的溶解效果;如果過高，就會使得沖刷強度太大，影響有機物降解并增加能源消耗。通過實踐證明，曝氣生物濾池最為恰當的氣水比是3：1，最佳水溫在15℃。確定好氣水比后，檢查水路與氣路通暢與否，再進行填料和掛膜。一般來說，自然掛膜比較適合夏季使用，且需要水中具有較高的可生化成分含量;接種掛膜比較適合水中可降解微生物較少的情況，運行過程中要加強對有機物濃度的監測，完成掛膜大約需要一個月，只有可降解有機物去除率達到20%～30%，就可認為掛膜完成。

2.3 加強運行維護

在曝氣生物濾池運行期間，由于生物陶粒濾池會受到微生物的敏感性影響，必須要加強管理與維護。先要確保濾池水環境良好，防止因為濾池負荷發生較大變化，導致濾池運行不夠穩定。同時，還要確保供氣穩定、充分，因為溶解氧是細菌生長的必要條件，只有曝氣充分，才能促進其生長。要嚴格按照相關規范要求來進行反沖洗，反沖洗過程中，因項目處理量比較大，需要的時間長，要做好規劃和安排，以確保水池的有效性。為了增加曝氣生物濾池的運行周期，降低反沖洗頻次與能源消耗，最好是應用BAF工藝來預處理水，減少雜質和SS進入曝氣生物濾池。某污水處理廠采用曝氣生物濾池進行污水處理，結果顯示效果達到預期目標。

3 結語

與傳統污水處理技術相比，曝氣生物濾池優勢非常顯著，能實現污水處理效益最大化，因而在污水處理方面應用前景廣闊，不過當前曝氣生物濾池還存在部分問題需要進一步研究解決。在具體應用中，應結合實際情況，進行合理應用，并在實踐中不斷探索總結，使曝氣生物濾池的各方面性能都能得到持續的完善，以便更好地發揮其在污水處理中的積極作用。

參考文獻

[1]張琪.污水處理中曝氣生物濾池的使用研究[J].資源節約與環保，2019（12）：90.

[2]陳惠明，余艷鴿，李斌，等.膜生物反應器和曝氣生物濾池處理黑臭水體研究[J].水處理技術，2019，45（11）：122-126.

[3]唐清.污水處理中曝氣生物濾池的使用研究[J].低碳世界，2019，9（07）：41-42.

[4]張武軍.曝氣生物濾池在污染處理中的運用對策[J].區域治理，2019（27）：126-128.

收稿日期：2020-05-17

作者簡介：祝燁燁（1984-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為污水治理。