曝氣生物濾池在給水處理中的運行效果

劉興旺，周偉達

（國家能源集團泰州發電有限公司，江蘇 泰州 225300）

曝氣生物濾池主要是依靠附著在濾料上的生物膜來完成，BAF對粒徑較大的懸浮物具有截留作用，從而降低了出水的濁度。隨著飲用水源污染的嚴重，曝氣生物濾池被用于凈化水源。

1 曝氣生物濾池預處理

曝氣生物濾池是當前一種新型的生物膜處理技術，與傳統的活性污泥處理方法相比，該技術具有占用空間小、有機負荷高、氧轉移效率高、廢水水質好等優點，在世界范圍內得到廣泛的應用，特別是在污水處理、工業廢水處理以及給水方面。

近年來，城市飲用水中出現了一些含氨氮的污染和有機污染。普通水處理工藝難以保證廢水水質、氨氮等指標完全符合生活飲用水的標準要求。通過對此類微污染水源的研究發現，利用曝氣生物濾池技術可全面、有效地去除被污染水體中的各種有機物等有害物質，對氨氮等元素的去除率高達80.0%以上，對耗氧量、濁度、鐵和錳等也有較好的去除效果。曝氣生物濾池的預處理減少了消毒過程中氯的消耗和有機物的形成，降低了管網細菌的滋生，提高了飲用水的安全，同時減少了化學藥劑的用量。采用生物空氣過濾對微污染水進行預處理，可取得良好的效果。

曝氣生物濾池應用于水處理領域，已成為微污染水資源預處理的有效途徑。曝氣生物濾池生物預處理項目應用于給水處理，也取得了良好效果。對比進水生物曝氣過濾和廢水過濾生物曝氣，微污染原水中的有機污染物和氨氮含量低于城市廢水。微污染原水的預處理是在過濾材料上進行的，它對表面積要求較低，通常以亞硝化細菌以及硝化細菌為主。給水中生物濾池的作用是去除原水中的氨氮污染物，但它對懸浮物要求不高。此時，氮以及相關污染物被微生物削弱了過濾功能。與曝氣生物濾池在處理中的作用相比，微污染原水中無機砂粒和懸浮物雜質含量更高。軟體動物等水生生物和藻類的生長會造成過濾器和過濾孔堵塞。如果水體中氨氮和有機物的含量較大，必須選擇對污染物適應性較強的處理工藝[1]。

2 給水曝氣生物濾池的特點

曝氣生物過濾器或滲漏生物過濾反應器是歐美國家發展起來的固定式生物膜廢水處理技術。其應用領域為污水處理、凈化水工藝、食品加工和造紙廠等工業廢水處理。

目前，曝氣生物濾池技術已逐步應用于凈水工程領域，成為微污染水資源預處理的有效手段之一。該技術主要依靠濾材的生物膜去除水中的污染物。同時，該方法對處理粒徑較大的懸浮物具有良好的滯留效果，降低了廢水的濁度。當有基質水流過濾床時，微生物吸收養分，在填料上大量繁殖、積累并形成生物膜。過濾器內部的曝氣可以保證微生物的耗氧量。在生物濾池運行中，因微生物代謝活動物的吸收和懸浮物的積累而繁殖，導致生物膜厚度和膜結構逐漸增加，由于缺氧形成厭氧和兼性微生物的厭氧層。在反沖洗的作用下，老化的生物膜表面脫落，脫落后的表面又形成新的生物膜，反復進行以確保生物濾池處理的穩定性。微生物的生長，使其在反應器中可以停留更長時間，使亞硝化細菌等微生物可以在反應器中不斷進行積累，確保其中具有良好的氨氮。過濾器運行時，要及時加入定量的空氣。曝氣的作用是雙重的，可提供生物氧化反應的氧氣，同時還要在處理反應器中提供定量的水流，以全面有利于污染物、細菌和氧氣有效接觸，保證反應效果，加速更換生物膜的速度，保證生物膜具有夠足的氧化能力。考慮到可利用的地表水資源，曝氣生物濾池在水處理領域的應用與廢水相比具有一定的應用優勢。生物膜通常以亞硝化細菌和硝化細菌自養微生物為主，因此生物過濾器對氨氮的去除有更高的要求。必須使濾料與未經處理的水接觸，以提高氨氮等其它物質的降解效率，削弱其過濾功能。在微污染水體中，其各種雜質常遠高于生物過濾廢水的入口，軟體動物和藻類等水生生物會導致過濾頭和曝氣頭堵塞。在實際應用中，需要選擇對污染物適應性強的處理工[2]。

3 曝氣生物濾池常規處理強化工藝

經過曝氣生物濾池預處理后，曝氣生物濾池的出水可回用，達到比常規處理更好的水處理效果。曝氣生物濾池能分解水中的污染物，除了比表面積高的濾材上的生物膜外，還有大量的生物污漬。材料生物膜和空腔內的生物，具有非常強的生物活性，其絮體的降解功能與生物膜的重要性相同。曝氣生物濾池攜帶大量的硝化細菌和微生物，如果沒有事先氯化，微生物和沉淀物會隨著水流進入正常的處理過程，發揮了活性污泥的作用，保證了生物循環利用的可能性，提高下一步處理工藝的生化去污效果。隨著常規處理工藝對系統的優化，提高整個水處理系統的處理效果也很重要。生物曝氣過濾器預處理工藝的使用，對下游處理工藝中的混凝劑用量影響較大。生物預處理技術可有效降低原水中的顆粒，使膠體顆粒部分失穩，電位的值與穩定性有一定的相關性，影響原水混合物。同時利用生物預處理技術，還能減小污染原水中的顆粒電位，因此也減少了混凝劑的使用量。使用生物通風過濾器作為預處理對絮凝劑的影響，當池內濁度量基本相同時，預處理后絮凝劑用量可減少16%左右。生物預處理技術能降低混凝劑的用量，因為它可以降低部分原水因生物聚集和過濾截留導致的濁度問題。生物預處理可降低原水的濁度、降低原水顆粒的電位，并促進廢水顆粒的不穩定和團聚，減少后續常規處理中對混凝劑的需求。

從整個處理系統的凈水過程來看，曝氣過濾處理系統在去除致突變有機物方面優于傳統水處理系統。關于處理系統和混凝處理對供水中致突變污染物的影響，對消毒有增強作用。生物處理的氯化消毒對用水的致突變性無明顯影響，可提供安全的飲用水。傳統的凝結過程是氯化和消毒，水的致突變性增加，使飲用水的安全性降低。

曝氣生物濾池經過研究人員多年的研究，從實驗測試到生產測試，證明了曝氣生物濾池應用推廣的可行性。曝氣生物濾池對去除微污染水中的有機物和氨氮等，還具有很好的提升效果。預處理技術減少了消毒中氯的消耗，并減少了鹵化有機物的形成，降低了滋生細菌的可能性，而且降低了混凝劑的劑量。曝氣生物過濾器在水處理中的作用，主要是維持水生物的穩定性，提高消毒安全性，并可有效的控制副產物的形成[3]。

4 結語

綜上所述，曝氣生物濾池技術應用于微污染情況下的原水預處理過程，可以達到良好的應用效果，并且符合飲用水安全標準要求。該技術應用于微污染原水處理，對亞硝酸氮的凈化效果較好，并且該技術應用投資和運行費用較低。因此，在污水處理過程中，應用生物濾池技術可全面提高污水處理的質量和效率。