摘要:曝氣生物濾池是一種將生物氧化機(jī)理與深床過(guò)濾機(jī)理有機(jī)結(jié)合的新型污水生物處理技術(shù)。本文對(duì)曝氣生物濾池的工藝原理、工藝特點(diǎn)、工藝形式進(jìn)行了綜合評(píng)述,對(duì)其在城市生活污水處理中去污效能、啟動(dòng)方式、反沖洗形式及理想填料的應(yīng)用與最新研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)介紹,尤其對(duì)目前曝氣生物濾池存在的優(yōu)點(diǎn)與不足進(jìn)行了針對(duì)性的分析。對(duì)曝氣生物濾池的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行深入探討,并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)曝氣生物濾池與其他工藝組合的優(yōu)化研究,將完善曝氣生物濾池的工藝體系,拓寬其使用范圍。因此,曝氣生物濾池將在我國(guó)污水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:污水處理,曝氣生物濾池,脫氮除磷,應(yīng)用進(jìn)展

水資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)之一,已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。近年來(lái)隨著城市建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展,城市用水量急劇增加,大量不達(dá)標(biāo)污廢水的排放不僅污染了環(huán)境和水源,更加重了水資源的日益短缺和水質(zhì)的日益惡化,從而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)。

尋求經(jīng)濟(jì)高效的污水處理技術(shù),對(duì)促進(jìn)污水回用的發(fā)展和水環(huán)境的恢復(fù)有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。生物法是污水處理的基本方法,然而傳統(tǒng)污水生物處理工藝不可避免的具有占地面積比較大、處理系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行管理難度大、處理效能低下等缺點(diǎn),而且隨著城市發(fā)展步伐的加快及城市區(qū)域的拓展,污水處理設(shè)施離城區(qū)越來(lái)越近,有的甚至建在城區(qū),污水廠土地的使用也受到嚴(yán)格的限制[1]。

在這種背景下,生物過(guò)濾的思想被引入到污水處理中來(lái),于是體積小、出水水質(zhì)好、具有模塊化結(jié)構(gòu)并可自動(dòng)化操作的曝氣生物濾池(biological aerated filter,BAF)就應(yīng)運(yùn)而生了。作為一種新型污水處理技術(shù),曝氣生物濾池工藝尚處于發(fā)展完善過(guò)程中。深入了解其性能、機(jī)理并對(duì)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用回顧與評(píng)述,將有助于提高人們對(duì)該項(xiàng)新技術(shù)的認(rèn)知水平,對(duì)曝氣生物濾池在我國(guó)污水處理中的應(yīng)用起到積極的促進(jìn)作用。

1　曝氣生物濾池的工藝原理及特點(diǎn)

曝氣生物濾池是20世紀(jì)80 年代末在歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型的污水處理技術(shù),它是由滴濾池發(fā)展而來(lái)并借鑒了快濾池形式,在一個(gè)單元反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成了生物氧化和固液分離的功能。世界上首座曝氣生物濾池于1981年誕生在法國(guó),隨著環(huán)境對(duì)出水水質(zhì)要求的提高,該技術(shù)在全世界城市污水處理中獲得了廣泛的推廣應(yīng)用[ 2 ] 。目前,在全球已有數(shù)百座大小各異的污水處理廠采用了BAF技術(shù),并取得了良好的處理效果。

1. 1　工藝原理

曝氣生物濾池是充分借鑒污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路,將生物降解與吸附過(guò)濾兩種處理過(guò)程合并在同一單元反應(yīng)器中。以濾池中填裝的粒狀填料(如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等)為載體,在濾池內(nèi)部進(jìn)行曝氣,使濾料表面生長(zhǎng)著大量生物膜,當(dāng)污水流經(jīng)時(shí),利用濾料上所附生物膜中高濃度的活性微生物強(qiáng)氧化分解作用以及濾料粒徑較小的特點(diǎn),充分發(fā)揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的分級(jí)捕食作用,實(shí)現(xiàn)污染物的高效清除,同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧區(qū)域的存在,實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的功能。

1. 2　工藝特點(diǎn)

曝氣生物濾池雖是生物膜處理方法的一種,但與傳統(tǒng)生物濾池相比,仍具有明顯特點(diǎn):(1)BAF采用的粗糙多孔的小顆粒填料作為生物載體,可在填料表面保持較高的生物量(可達(dá)10～15 g/L) ,易于掛膜且運(yùn)行穩(wěn)定; (2)生物相復(fù)雜,菌群結(jié)構(gòu)合理,反應(yīng)器內(nèi)具有明顯的空間梯度特征, 能耐受較高的有機(jī)和水力沖擊負(fù)荷,不同的污染物可以在同一反應(yīng)器被漸次去除,同步發(fā)揮生物氧化作用、生物吸附絮凝和物理截留作用,出水水質(zhì)好,可滿足回用要求; (3)區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔,在去除BOD、氨氮時(shí)需進(jìn)行曝氣,但粒狀填料層具有較高的氧轉(zhuǎn)移效率,曝氣量低,運(yùn)行能耗較低,硝化和反硝化效率高; (4) BAF濾池為半封閉或全封閉構(gòu)筑物,其生化反應(yīng)受外界溫度影響較小,適合于寒冷地區(qū)進(jìn)行污水處理; (5)高濃度的微生物量增大了BAF的容積負(fù)荷,進(jìn)而降低了池容積和占地面積,使基建費(fèi)用大大降低; (6)濾池運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)反沖洗去除濾層中截留的污染物和脫落的生物膜,無(wú)需二沉池,簡(jiǎn)化了工藝流程,采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使運(yùn)行管理更加方便; ( 7)減少了污水廠異味,無(wú)污泥膨脹問(wèn)題,無(wú)需污泥回流。
 

1. 3　工藝形式

近年來(lái)曝氣生物濾池發(fā)展迅速,工藝形式不斷推陳出新, 曾先后出現(xiàn)過(guò)B IOCARBON、B IOFOR、B IOSTYR、B IOSMED I、B IOPUR、COLOX、DeepBed等形式,其中B IOCARBON、B IOFOR、B IOSTYR、B IOS2MED I、B IOPUR是現(xiàn)代曝氣生物濾池幾種典型的運(yùn)行工藝, 在世界范圍內(nèi)都有應(yīng)用, 其構(gòu)造特點(diǎn)見(jiàn)表1。B IOCARBON (圖1)為早期開(kāi)發(fā)的工藝形式,現(xiàn)在曝氣生物濾池則多采用B IOFOR (圖2)和B IO2STYR (圖3)形式。
 

1. 4　工藝參數(shù)

隨著人們對(duì)曝氣生物濾池研究的深入, BAF反應(yīng)器的關(guān)鍵工藝參數(shù)也有了較大的調(diào)整,其工藝參數(shù)大致如下:
容積負(fù)荷與要求出水水質(zhì)相關(guān),一般情況下有機(jī)物負(fù)荷為2～10 kg BOD5 /m3 •d;硝化0. 5～3 kgNH32N /m3 •d;反硝化018～7 kg NO32N /m3 •d; 水力負(fù)荷6～16 m3 /m2 •h;氣水比(1～3) ∶1,最大不超過(guò)10∶1; 填料粒徑為2～8 mm;填料高度為2～4m;單級(jí)反沖周期24 ～48 h;多級(jí)反沖周期24 ～48h,硝化反硝化濾池運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng);單池反沖水量約占產(chǎn)水量的8%左右,或?yàn)閱纬靥盍象w積的3倍左右;反沖時(shí)間20～30 min,反沖洗水強(qiáng)度15～35 L /m2 •s,氣強(qiáng)度15～45 L /m2 •s。

2　曝氣生物濾池的效能

作為新型污水處理工藝,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)曝氣生物濾池的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。雖然很多學(xué)者在曝氣生物濾池對(duì)有機(jī)物和懸浮物的去除,對(duì)硝化和反硝化等污染物的去除效能方面已取得了一定的進(jìn)展和共識(shí)。但有關(guān)曝氣生物濾池的生物掛膜,磷的去除、填料的選擇、反沖洗方式等方面的研究與應(yīng)用還有待進(jìn)一步完善。

2. 1　污染物的去除

曝氣生物濾池工藝上的獨(dú)特性及明顯的空間梯度特征決定了其對(duì)污染物去除的高效性。

2. 1. 1　有機(jī)物和懸浮物的去除

曝氣生物濾池內(nèi)填料的物理吸附和過(guò)濾截留作用以及生物膜的生物氧化作用決定了池內(nèi)SS和有機(jī)物的高效去除,國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究及應(yīng)用也充分證明了上述觀點(diǎn)。Pastorelli G. 等[ 3 ]對(duì)中試規(guī)模的淹沒(méi)式生物濾池連續(xù)進(jìn)行18 個(gè)月的試驗(yàn)研究表明BOD5和SS去除率均大于95%。Gilbert Desbos等[ 4 ]在研究SS和COD的去除率同濾速之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)荷的增大并不是因?yàn)檫M(jìn)水中更多的SS,而是由于更高的流量和低停留時(shí)間時(shí),去除效率是相當(dāng)穩(wěn)定的,總的SS去除率在80% ～90%之間,而COD去除率在70% ～80%之間波動(dòng)。國(guó)內(nèi),齊兵強(qiáng)等[ 5 ]采用B IOFOR工藝,以生活污水為處理對(duì)象, COD、BOD5、SS出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。大連市馬欄河污水處理廠采用B IOFOR型BAF,在處理量為12萬(wàn)m3 /d, COD負(fù)荷最大6 kg COD /m3 •d的情況下,出水COD小于75 mg/L。以上國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用結(jié)果表明,曝氣生物濾池對(duì)有機(jī)物和懸浮物的處理機(jī)能成熟,處理量大,去除效果顯著,在污水碳有機(jī)物去除應(yīng)用中潛力巨大。

2. 1. 2　氨氮的去除

氨氮是污水處理中最主要的目標(biāo)去除物之一。曝氣生物濾池將較短的水力停留時(shí)間與長(zhǎng)的污泥齡有機(jī)統(tǒng)一起來(lái),有利于硝化細(xì)菌這類世代期較長(zhǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng),對(duì)氨氮具有較高的去除效率,因此,被廣泛應(yīng)用于污水中氨氮的去除。硝化作用,有關(guān)BAF硝化性能的研究已得到越來(lái)越多研究者的重視,通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)BAF的硝化效率已得到了明顯的提高。J1Cromphout[ 6 ]利用上向流曝氣生物濾池處理含氨的富營(yíng)養(yǎng)化水時(shí),在氣水比1∶1,濾速5118 m /h,溫度10 ℃以上條件下,硝化效率可達(dá)100%。英國(guó)水研究中心Dillon等[ 7 ]對(duì)BAF的硝化能力研究結(jié)果表明當(dāng)?shù)�容積負(fù)荷為0163 kg/m3 • d 時(shí), NH+2N 去除率可達(dá)90%。R1Pujol等[ 8 ]通過(guò)對(duì)法國(guó)巴黎Achresh處理廠的上向流曝氣生物濾池兩年的研究認(rèn)為,在濾速4 ～6m /h, 6～8 m /h, 8～10 m /h運(yùn)行條件下,當(dāng)NH32N的容積負(fù)荷為115 kg NH32N /m3 •d時(shí),曝氣生物濾池氨氮去除率始終保持在80% ～100% ,濾速的提高不僅不是影響反應(yīng)器硝化速度的限制因素,反而會(huì)對(duì)硝化有積極的促進(jìn)作用。F1Fdz2Polanco[ 9 ]等對(duì)淹沒(méi)式曝氣生物濾池硝化過(guò)程中異養(yǎng)菌和硝化菌的空間分布情況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)COD∶NH+42N為4∶1,進(jìn)水COD低于200 mg/L 時(shí)不影響硝化效能;當(dāng)進(jìn)水COD高于200 mg/L 時(shí),硝化效能將無(wú)法達(dá)到100%;盡管BAF的氨氮去除效能在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn),但有關(guān)進(jìn)水負(fù)荷,有機(jī)物濃度以及硝化細(xì)菌分布特征還需進(jìn)一步探討。目前的研究表明,曝氣生物濾池的硝化性能與有機(jī)物濃度、溫度、停留時(shí)間等因素有密切的關(guān)系,因此硝化性能的研究有待進(jìn)一步的深入。

反硝化作用,由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物,使得反硝化得以進(jìn)行。Pujol[ 8 ]研究認(rèn)為,反硝化最好采用外加碳源的辦法,在最佳濾速為10 ～ 15 m /h 時(shí), 脫氮能力可達(dá)到100%。Pujol等[ 10 ]還比較了前置反硝化和后置反硝化的優(yōu)劣,認(rèn)為反硝化過(guò)程應(yīng)采用上向流的進(jìn)水方式進(jìn)行。Chen等[ 11 ]研究生物過(guò)濾反應(yīng)器與活性污泥反應(yīng)器以及流化床的反硝化特性時(shí),發(fā)現(xiàn)在不同水力條件下,反應(yīng)器內(nèi)微生物種群會(huì)發(fā)生一定的變化,但優(yōu)勢(shì)種群———桿菌屬基本穩(wěn)定。

另外,曝氣生物濾池獨(dú)特的空間梯度分布特征及運(yùn)行特點(diǎn)使其具備了一定的短程硝化反硝化能力,曝氣生物濾池采用粒狀顆粒作為過(guò)濾和生物氧化的介質(zhì)和載體,在整體上和每一單元填料表面所附著生物膜中都存在著基質(zhì)和溶解氧的濃度梯度分布,這為各種不同生態(tài)類型的微生物在生物膜內(nèi)不同部位占據(jù)優(yōu)勢(shì)生態(tài)位提供了條件。Puzava等[ 12 ]在曝氣生物濾池一體化硝化反硝化方面取得了一定進(jìn)展,他們通過(guò)調(diào)整曝氣量將反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度控制在015～3 mg/L,從而控制溶解氧不擴(kuò)散到生物膜內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化。中試結(jié)果表明,通過(guò)實(shí)時(shí)曝氣,即使將曝氣量降低50% ,也可達(dá)到同樣的處理效果。顯然,曝氣生物濾池的硝化,反硝化能力已經(jīng)得到了很好的實(shí)踐驗(yàn)證,對(duì)去除污水中氨氮的技術(shù)發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用。

2. 1. 3　磷的去除

單獨(dú)利用BAF的生物作用除磷是很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的,通常情況下需采取化學(xué)方法除磷。Gon2calves等[ 13 ]進(jìn)行曝氣生物濾池同步脫氮除磷的研究時(shí)發(fā)現(xiàn),進(jìn)水方式對(duì)磷去除效果影響不大。德國(guó)科隆污水處理廠采用曝氣生物濾池進(jìn)行的同步硝化除磷實(shí)驗(yàn)表明,曝氣生物濾池除磷率可達(dá)70% ,總磷可降至015 mg/L。Aesªy等[ 14 ]發(fā)現(xiàn),利用曝氣生物濾池反硝化脫氮時(shí),如利用水解污泥或水解固體廢物做外加碳源,可同時(shí)去除比微生物生長(zhǎng)需要量高3倍的磷。Pak等[ 15 ]研究了利用2級(jí)生物濾池在交替好氧、厭氧條件下運(yùn)行對(duì)污水中氮磷的去除情況,發(fā)現(xiàn)影響除磷的因素為COD /TP值和水力停留時(shí)間,好氧過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)磷的釋放有一定影響。Pedro A. Castillo等[ 16 ]在研究序批式曝氣生物濾池生物除磷時(shí),在保持原水中COD∶N∶P為20∶5∶1,進(jìn)水COD < 15 g/m2 •d 情況下,磷的去除率為72%。而T. Clark等[ 17 ]在BAF中用化學(xué)沉淀法除磷的研究結(jié)果表明, BAF化學(xué)加藥除磷比生物除磷效率要高,同時(shí)BOD5、COD的去除效果未受影響。從目前研究可知,單純采用曝氣生物濾池除磷效果較差,如何在濾池中創(chuàng)造良好的厭氧2好氧環(huán)境有待進(jìn)一步探討。

2. 2　填料的研制與應(yīng)用

填料的開(kāi)發(fā)是曝氣生物濾池工藝發(fā)展的核心問(wèn)題,適合的填料對(duì)曝氣生物濾池效能的發(fā)揮有著直接的影響,同時(shí)也將影響到曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)行成本和正常操作。

首先,填料材質(zhì)本身的物理吸附特性、化學(xué)穩(wěn)定性、有無(wú)毒害、孔隙率等對(duì)濾池處理效能有一定影響。目前, 曝氣生物濾池多采用顆粒狀填料,如陶粒、沸石、焦炭、石英砂、活性炭和膨脹硅鋁酸鹽等。有機(jī)高分子填料聚氯乙烯、聚苯乙烯小球、合成纖維和波紋板等上浮式填料近來(lái)也得到了一定的應(yīng)用。Lei Yang等[ 19 ]對(duì)曝氣生物濾池中水流模式與濾料特性進(jìn)行對(duì)比研究時(shí)認(rèn)為,濾料特性對(duì)濾池性能的決定作用遠(yuǎn)大于水流模式。具體參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

Yongwoo Hwang等[ 20 ]通過(guò)對(duì)比聚苯乙烯漂浮顆粒和聚亞安酯泡沫管2種填料的異養(yǎng)反硝化性能,表明聚苯乙烯顆粒更為理想。Mann等[ 21 ]研究結(jié)果表明:上浮式填料比沉沒(méi)式填料對(duì)SS、COD的去除率高,在高濾速下更耐有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷沖擊。以上說(shuō)明輕質(zhì)填料取代高密度填料是曝氣生物濾池污水處理技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

其次,生物填料的粒徑大小也嚴(yán)重影響著曝氣生物濾池的處理效能。Rebecca Moore等[ 22 ]對(duì)不同粒徑濾料(115～315 mm和215～415 mm)對(duì)曝氣生物濾池的效果的影響進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)濾料粒徑小的曝氣生物濾池脫氮效果好,但小粒徑不適應(yīng)高的水力負(fù)荷,會(huì)使濾池工作周期變短。而粒徑較大的填料雖然改善了濾池操作條件,減少了反沖洗的次數(shù),但不利于脫氮和磷的去除。Rebecca Moore等[ 22 ]研究濾料粒徑對(duì)濾池性能影響時(shí)還發(fā)現(xiàn)壓降和SS的去除曲線表明小粒徑濾床性能差。因此,在濾料粒徑的選擇上應(yīng)綜合考慮各種因素。目前,曝氣生物濾池普遍采用的濾料粒徑為3～8 mm,濾層厚度為2～4 m。鑒于我國(guó)目前還沒(méi)有像歐美國(guó)家一樣對(duì)曝氣生物濾池用填料制定較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),因此,制定適于我國(guó)曝氣生物濾池的填料標(biāo)準(zhǔn)是十分重要的。（哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院）

　一）.運(yùn)行周期的討論

　　概念：

　　在曝氣生物濾池運(yùn)行過(guò)程中，由于附著在活性載體上生物膜的增長(zhǎng)和載體間懸浮顆粒的捕獲作用，導(dǎo)致濾床水頭損失增加、產(chǎn)水量降低或出水水質(zhì)變差，這時(shí)曝氣生物濾池應(yīng)停止運(yùn)行進(jìn)行反沖洗，以恢復(fù)反應(yīng)器的高效性能。我們將曝氣生物濾池自反沖洗結(jié)束投入運(yùn)行至下一次反沖洗開(kāi)始這段時(shí)間稱為曝氣生物濾池的一個(gè)運(yùn)行周期。從反沖洗結(jié)束投入運(yùn)行至反沖洗結(jié)束這段時(shí)間稱為曝氣生物濾池的工作周期。
運(yùn)行周期的影響因素：
       
　　曝氣生物濾池運(yùn)行周期的長(zhǎng)短主要與進(jìn)水水質(zhì)、濾池的流向、濾料級(jí)配、濾池的功能、濾池反沖洗的效果等因素有關(guān)。

　　1）與進(jìn)水水質(zhì)的關(guān)系

　　給定的曝氣生物濾池反應(yīng)器的運(yùn)行周期的長(zhǎng)短主要取決于進(jìn)入反應(yīng)器的水質(zhì)特性，包括入流污水的有機(jī)污染物濃度及懸浮物含量與顆粒尺寸等。在曝氣生物濾池運(yùn)行過(guò)程中，由于濾床對(duì)固體物質(zhì)的累積作用，導(dǎo)致水頭損失增加至設(shè)計(jì)值(影響濾池產(chǎn)水量)或出現(xiàn)顆粒穿透濾池(此時(shí)即為濾池的一個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束)．而濾床對(duì)固體物質(zhì)的累積主要包括生物膜的增長(zhǎng)和懸浮物的截留兩個(gè)方面的作用。

　　 (1)與有機(jī)污染物濃度的關(guān)系 
    
　　生物濾池是利用固著在填料上的生物膜，吸附和網(wǎng)捕水中的有機(jī)污染物，并加以氧化分解，使污水得以凈化。濾床進(jìn)水端增長(zhǎng)的生物膜量較大，出水端增長(zhǎng)的生物膜量較小，在曝氣生物濾池的一個(gè)運(yùn)行周期臨近結(jié)束時(shí)(即將進(jìn)行反沖洗)，整個(gè)濾床范圍內(nèi)平均累積的微生物膜量大約為2500一3000g／m3濾料，而濾床進(jìn)水端的微生物量達(dá)到6000一7000g／m3濾料。

　　(2) 懸浮物濃度及顆粒粒徑的關(guān)系  

　　曝氣生物濾池反應(yīng)器的濾床對(duì)入流污水的懸浮顆粒存在著較好的機(jī)械過(guò)濾與截留作用。其應(yīng)用于污水二級(jí)處理，一般要求其進(jìn)水懸浮物濃度在100mg／l以下，以避免由于進(jìn)水懸浮物濃度較高，大大縮短濾池的運(yùn)行周期，從而導(dǎo)致濾池會(huì)出現(xiàn)頻繁反沖洗，降低反應(yīng)器的效能。

　　反應(yīng)器對(duì)懸浮顆粒的去除效果還與顆粒粒徑分布存在一定的關(guān)系。試驗(yàn)證明對(duì)于粒徑＞30μm顆粒，在濾床進(jìn)水端至濾床深度40cm處，去除率可以達(dá)到95％；而對(duì)于粒徑＜5 μm的顆粒，在整個(gè)濾床范圍內(nèi)，其去除率小于50％，而且在濾床縱斷面上去除基本是均勻的；對(duì)于粒徑更小的顆粒，則可以直接穿透整個(gè)濾床。

　　 曝氣生物濾池反應(yīng)器對(duì)入流污水的懸浮物含量有較嚴(yán)格的要求．這也是曝氣生物濾池反應(yīng)器的不足之處。在實(shí)際工程中，預(yù)處理一般采用高效沉淀池、水解他、高效固液分離、氣浮等工序，只要控制得當(dāng)，可以滿足濾池對(duì)入流污水的懸浮物含量的要求，但設(shè)計(jì)中要考慮到由于濾池反沖洗排水回到處理設(shè)施的前端波動(dòng)負(fù)荷的影響。

　　2）與濾池的流向的關(guān)系

　　由于濾池的運(yùn)行方式不向，其截污能力與水頭損失增加特性也有所不一樣。下向流濾池對(duì)懸浮物的截留及降解COD所增加的生物膜量主要集中在濾料層上部的40 cm以上部分，大大減少了空間利用效率。下向流濾池水頭損失增加特點(diǎn)是：運(yùn)行周期開(kāi)始時(shí)，水頭損失增加緩慢，但到濾料表面出現(xiàn)阻塞，氣泡在濾料層中的凝結(jié)時(shí)．水頭損失增加迅速。很快會(huì)達(dá)到達(dá)行周期終點(diǎn)(從水頭損失突增到反應(yīng)器終止運(yùn)行，時(shí)間＜1.0h)。  
上向流濾池在結(jié)構(gòu)上采用氣水平行上向流態(tài)，同時(shí)采用強(qiáng)制鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，使得氣、水進(jìn)行極好的均分，防止了氣泡在濾料中的凝結(jié)，與下向流濾池相比，在整個(gè)濾池高度上提供正壓條件，可以避免形成溝流或短流，使空間過(guò)濾能被更好地運(yùn)用，空氣能將污水中的固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的團(tuán)體物質(zhì)，延長(zhǎng)反沖洗周期。

　　3）與濾料級(jí)配關(guān)系

　　濾料級(jí)配對(duì)曝氣生物濾池的運(yùn)行有重要的影響。濾料級(jí)配不僅影響出水BOD和SS的濃度，而且影響水頭損失的增長(zhǎng)速度和濾池運(yùn)行周期。濾料粒徑越小，相應(yīng)其固體容量(納污量)越小，水頭損失越大，濾池運(yùn)行周期越短，但出水水質(zhì)越好。

　　４）與濾池功能的關(guān)系

　　反硝化濾池對(duì)顆粒物的去除效率較硝化濾池高，對(duì)于粒徑較大的顆粒(＞30 μm)去除率大于95％．而對(duì)于粒徑較小的顆粒(＜ 5μm）在整個(gè)濾料層其去除率小于50％。

　　前置式反硝化濾池采用硝化濾池出水回流的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氮功能，由于系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)作用并不能將固體顆粒帶出系統(tǒng)外，循環(huán)過(guò)程可以看作其在系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)不斷的固體累積過(guò)程。假定其前端處理(硝化濾池)效果良好的話，反硝化濾池進(jìn)水懸浮物濃度會(huì)很低，  一般運(yùn)行周期可維持在60h，整個(gè)濾床截留的懸浮物固體容量大約為800gTSS／m3。

　�。担┡c濾池反沖洗的效果關(guān)系

　　曝氣生物濾池反沖洗效果對(duì)出水水質(zhì)、運(yùn)行周期的影響很大。若反沖洗不充分，濾池運(yùn)行周期將會(huì)大大縮短；若反沖洗過(guò)量，微生物數(shù)量不足，生化處理效能下降，出水水質(zhì)變差，盡管濾料的固體容量得以提高，但由于出水達(dá)不到要求，談及運(yùn)行周期毫無(wú)意義。

　　所以，對(duì)于曝氣生物濾池而言，評(píng)價(jià)其反沖洗的效果應(yīng)從其對(duì)濾池運(yùn)行周期的影響及反應(yīng)器生化恢復(fù)時(shí)間兩個(gè)方面加以評(píng)價(jià)。根據(jù)有關(guān)資料介紹，濾池反沖洗后，濾料中剩余的生物膜量各種濾池有所差異，對(duì)于去碳濾池反沖洗后，下向流濾他剩余生物量濃度為200一300gTSS／m 3，上向流濾池剩余生物量濃度為500一600gTSS／m3；硝化濾池反沖洗后，下向流濾池剩余生物量濃度為700一800gTSS／m3 ，上向流濾池剩余生物量濃度為2400一2500gTSS／m3，反硝化濾池反沖洗后，濾池剩余生物量濃度約為1600gTSS／m3 。
 

　　二）曝氣生物濾池去除有機(jī)物特性探討

　　曝氣生物濾池去除有機(jī)物機(jī)理

       曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝，微生物附著在載體表面，污水在流經(jīng)載體表面過(guò)程中，通過(guò)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及生物膜中所發(fā)生的生物氧化等作用，對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，使污水得以凈化。

　　生物膜的形成過(guò)程

　　生物膜是由微生物細(xì)胞組成的復(fù)雜混合物的微生態(tài)系統(tǒng)，細(xì)胞鑲嵌在胞外聚合物的基質(zhì)中，并且附著在固體表面。生物膜發(fā)育形成的條件和時(shí)間序列大致為：①存在著可用于聚居的固體表面；②一種有機(jī)分子膜快速形成；③聚結(jié)的細(xì)胞松散地附著；④聚居的細(xì)菌牢固地附著；⑤微生物群落形成，產(chǎn)生胞外聚合物；⑧群落向上和向外擴(kuò)展，形成規(guī)則和不規(guī)則結(jié)構(gòu)；⑦生物膜成熟，新的菌種進(jìn)人生物膜并生長(zhǎng)，有機(jī)和無(wú)機(jī)碎片被結(jié)合，并且溶液梯度形成，導(dǎo)致了生物膜空間的異相結(jié)構(gòu)；⑧生物膜可能被吞噬細(xì)菌的原生動(dòng)物捕食；⑨成熟的生物膜可以脫落，使這種循環(huán)交替地重復(fù)進(jìn)行；⑩形成一種頂級(jí)群落。

　　三）影響曝氣生物濾池反應(yīng)器運(yùn)行的主要因素及有關(guān)  問(wèn)題探討

      曝氣生物濾池反應(yīng)器凈化有機(jī)污染物的過(guò)程是由附著生長(zhǎng)在載體表面的微生物來(lái)完成的，而這些微生物又都生活在各自形成的特定環(huán)境中，與環(huán)境條件關(guān)系極為密切，為了使得反應(yīng)器高效運(yùn)行．就需要了解影響反應(yīng)器運(yùn)行的主要因素并設(shè)法創(chuàng)造微生物適宜的生活環(huán)境。在各種影響因素中，其中最主要的有進(jìn)水底物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、酸堿度、溫度、毒性抑制、反應(yīng)器內(nèi)水力停留時(shí)間與負(fù)荷率等。

　　1．進(jìn)水底物濃度

　　污水中有機(jī)物的組分是反應(yīng)器內(nèi)生物膜微生物食物與能量的主要來(lái)源。一般情況下，污水中的大部分有機(jī)物和部分無(wú)機(jī)物都可以作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源加以利用，這些可被微生物利用并在酶的催化作用下進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為底物。對(duì)于去除有機(jī)污染物而言，底物則是指可生物降解的有機(jī)物的量。污水中有機(jī)物濃度在長(zhǎng)時(shí)間或短時(shí)間內(nèi)的改變均可導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)形式的改變，其結(jié)果必然會(huì)影響到處理水的水質(zhì)和反應(yīng)器的處理效率以及剩余污泥量的產(chǎn)生。

　　2.溶解氧

　　3.酸堿度

　　4.溫度

　　5．反應(yīng)器內(nèi)水力停留時(shí)間與負(fù)荷率
    
　　水力停留時(shí)間指的是待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間，也就是污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時(shí)間。對(duì)于曝氣生物濾池反應(yīng)器，物理吸附截留作用，和水力停留時(shí)間無(wú)關(guān)(其主要與水流剪切力和生物膜網(wǎng)捕作用有關(guān))，而其內(nèi)的生物氧化作用主要發(fā)生在填料區(qū)，填料上的微生物與污水中的基質(zhì)進(jìn)行生化作用，其反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)速率有關(guān)，反應(yīng)速率又取決于溫度及基質(zhì)可生化性等因素。一般反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)器對(duì)基質(zhì)的去除率越高。
 

　　五）曝氣生物濾池脫氮有關(guān)問(wèn)題探討

　　曝氣生物濾池屬于生物膜分級(jí)硝化(去碳和硝化分開(kāi))系統(tǒng)，第一級(jí)濾池(CN濾池)生物膜以異養(yǎng)菌為主，主要是對(duì)有機(jī)污染物COD、BOD的降解，對(duì)于上向流曝氣生物濾池，在濾料層中上部會(huì)發(fā)生一定程度的硝化作用；第一級(jí)濾池(N濾池)生物膜以自養(yǎng)性的硝化細(xì)菌為主，進(jìn)行硝化作用。分級(jí)硝化系統(tǒng)由于除有機(jī)物和硝化在各自不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，所以容易做到對(duì)硝化濾池環(huán)境條件的控制，同時(shí)對(duì)硝化作用的抑制物有可能在第一級(jí)濾池中被分解掉，故可以較大程度地提高濾池硝化速率。
 
　　1．反應(yīng)器進(jìn)水底物濃度(NH3—N)的要求

　　硝化反應(yīng)器的進(jìn)水底物濃度對(duì)生物膜代謝作用有較大程度的影響，同CN濾池一樣存在某一臨界進(jìn)水濃度，它反應(yīng)了該反應(yīng)器實(shí)際承受的最大進(jìn)水底物濃度。在一定范圍內(nèi)，硝化菌實(shí)際生長(zhǎng)速率隨進(jìn)水底物濃度的增加而增大。

　　2．硝化反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水有機(jī)污染物(COD)濃度要求

　　硝化濾池中的生物膜應(yīng)以自養(yǎng)性的硝化細(xì)菌為主。由于硝化菌的世代周期較異養(yǎng)菌長(zhǎng)得多，生長(zhǎng)繁殖速度緩慢，產(chǎn)率較低，若進(jìn)水中有機(jī)污染物(COD)大大超過(guò)氮時(shí)，異養(yǎng)菌大量繁殖，并在與硝化競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)，逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，從而降低反應(yīng)器的硝化效率。

　　3.硝化細(xì)菌生長(zhǎng)速率

　　硝化菌的比生長(zhǎng)速率隨著NH3—N、DO濃度增高而增大，但溶解氧對(duì)生長(zhǎng)速率的影響較NH3—N對(duì)生長(zhǎng)速率的影響大得多。不考慮傳質(zhì)等因素的影響，當(dāng)NH3—N濃度由20mg／l增大到30mg／l時(shí)，硝化菌的比生長(zhǎng)速率理論上只增高0.8％；當(dāng)DO濃度由1.5mg ／l增加到2.5mg／l時(shí)，硝化菌的比生長(zhǎng)速率理論上增高7％。當(dāng)然，DO對(duì)硝化作用的影響與生物膜厚度、氧的滲透率、氧的利用率等因素密切相關(guān)．對(duì)于曝氣生物濾池反應(yīng)器．溶解氧濃度通常控制在2-3mg ／l，當(dāng)溶解氧濃度大于3mg／l時(shí)，溶解氧濃度對(duì)硝化作用的影響可不予考慮。

1.預(yù)處理

　　運(yùn)用BAF處理生活污水和工業(yè)廢水一般需對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理。為了使濾池能以較長(zhǎng)的周期運(yùn)行，減少反沖次數(shù)，降低能耗，否則原水中的大量雜質(zhì)和ss都將進(jìn)入曝氣濾池，這將會(huì)堵塞曝氣、布水系統(tǒng)，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果，濾池用于二級(jí)處理的情況下，往往需投加藥劑才能達(dá)到這一要求，藥劑的使用不僅增加費(fèi)用，部分藥劑還將降低堿度，進(jìn)而影響反硝化，這是運(yùn)用BAF工藝時(shí)需要考慮的問(wèn)題。預(yù)處理一般用沉淀或水解，對(duì)工業(yè)廢水還需在進(jìn)入濾池前加設(shè)調(diào)節(jié)池。如果用BAF處理飲用水的微污染，由于飲用水源中固體雜質(zhì)比生活、工業(yè)污廢水少得多，故可不另外考慮預(yù)處理可直接將水進(jìn)入BAF濾池。

　　2．除P脫N

　　磷的去處技術(shù)主要有以下三種：生物、化學(xué)和物理法。物理法價(jià)格昂貴，但去除率并不高。就生物法而言，將生物脫N和生物除P相結(jié)合的系統(tǒng)對(duì)除P不利，因?yàn)槌齈脫N本身是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾．如果DO太低除P率會(huì)下降，硝化反應(yīng)受到限制，污泥沉降性能差，如果DO太高．則由于回流厭氧區(qū)DO增加，反硝化受到限制，同時(shí)N03-N的濃度高可影響厭氧區(qū)磷的釋放。因?yàn)�，磷的釋放需要厭氧環(huán)境，如果有N03-N存在就表明只能為兼氧環(huán)境。

　　從目前的BAF運(yùn)行工藝看，完全用生物除磷是很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的；用生物除磷就失去了生物濾池高負(fù)荷的特點(diǎn)，造成投資過(guò)大，因此最好用加FeCl3藥劑的方法除磷，而生物濾池由于耐水力沖擊負(fù)荷，可使處理后的水超量回流，并在運(yùn)行中加化學(xué)藥劑，將化學(xué)處理和生物處理同時(shí)應(yīng)用于系統(tǒng)中，達(dá)到除P脫N目的，使化學(xué)藥劑相對(duì)用量減少，從剛降低運(yùn)行費(fèi)用。

　　3．溫度

　　如果在濾池中要進(jìn)行硝化、反硝化反應(yīng)，則必須考慮溫度的影響，因?yàn)橄趸�、反硝化機(jī)理受進(jìn)水水溫的影響很大，曝氣生物濾池可在8-30℃的范圍內(nèi)正常運(yùn)行。

　　4．產(chǎn)泥量

　　曝氣生物濾池產(chǎn)泥量相對(duì)活性污泥量稍大，污泥穩(wěn)定性稍差，因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間較短，污泥消化不充分。

 

曝氣生物濾池的構(gòu)造與污水三級(jí)處理的濾池基本相同，只是濾料不同，一般采用單一均粒濾料。曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、生物填料層、反沖洗等五個(gè)部分。

曝氣生物濾池(biologicalaeratedfilter)與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)［1～3］，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。

    曝氣生物濾池（BiologicalAeratedFilter）是八十年代末、九十年代初最先在歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型污水生物處理技術(shù)。

    曝氣生物濾池是由滴濾池發(fā)展而來(lái)，屬于生物膜法范疇，最初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理，自90年代初在歐洲建成第一座采用該工藝的城市污水處理廠后，該工藝已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流行，目前世界上已有3500多座大大小小的污水處理廠應(yīng)用了這種技術(shù)。該工藝綜合了過(guò)濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用，使其具有體積小、占地面積省、處理效率高、出水水質(zhì)好、流程簡(jiǎn)單、操作管理方便并可省去二沉池等優(yōu)點(diǎn)。

    曝氣生物濾池（BiologicalAeratedFilter,簡(jiǎn)稱BAF）技術(shù)是在充分吸取國(guó)外曝氣生物濾池(BAF)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來(lái)的，它的最大特點(diǎn)是使用一種新型的球形陶粒填料，在其表面及開(kāi)口內(nèi)腔空間生長(zhǎng)有微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時(shí)，微生物膜吸收污水中的有機(jī)污染物作為其自身新陳代謝的營(yíng)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(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(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，排除濾料表面增殖的老化微生物膜，以保證微生物膜的活性。

    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作用，濾料及微生物膜的吸附阻留作用和沿著水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及微生物膜內(nèi)部微環(huán)境的反硝化作用。

    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)際工程中應(yīng)用較多。

    曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期運(yùn)行，從開(kāi)始過(guò)濾到反沖洗完畢為一個(gè)完整的周期。具體過(guò)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)有供氧的曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，有機(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排出系統(tǒng)。

    隨著過(guò)濾的進(jìn)行，由于濾料表面新產(chǎn)生的生物量越來(lái)越多，截留的SS不斷增加，在開(kāi)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(shí)就必須對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以除去濾床內(nèi)過(guò)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氣水聯(lián)合反沖，反沖洗水為經(jīng)處理后的達(dá)標(biāo)水，反沖洗空氣來(lái)自于濾板下部的反沖洗氣管。反沖洗時(shí)關(guān)閉進(jìn)水和工藝空氣，先單獨(dú)氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，最后進(jìn)行水漂洗。反沖洗時(shí)濾料層有輕微膨脹，在氣水對(duì)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(lái)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)。

    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(diǎn)：

    1具有較高的生物濃度和較高的有機(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(zhǎng)環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定運(yùn)行，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，使基建費(fèi)用大大降低。

    2工藝簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好

    由于濾料的機(jī)械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超過(guò)10mg/l，因此可省去二沉池，進(jìn)而降低基建費(fèi)用。因進(jìn)行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性較高。有時(shí)即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理作用機(jī)理仍可保證高質(zhì)量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標(biāo)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(duì)有機(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)無(wú)污泥膨脹問(wèn)題。

    4氧的傳輸效率高

    曝氣生物濾池中氧的利用率可達(dá)20%～30%，曝氣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，氣泡在上升過(guò)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；②氣泡在上升過(guò)程中，由于濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經(jīng)過(guò)濾料的縫隙，延長(zhǎng)了其停留時(shí)間，同樣有利于氧的傳質(zhì)；③理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，減少了供氧量。

    5易掛膜、啟動(dòng)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(zhǎng)在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。BAF在短時(shí)間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉運(yùn)行，一旦通水并曝氣，可在很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，這一特點(diǎn)說(shuō)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)合理

    傳統(tǒng)活性污泥法中，微生物分布相對(duì)均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)勢(shì)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(dòng)化程度高

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

    曝氣生物濾池系統(tǒng)可以對(duì)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(cè)，并通過(guò)PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時(shí)間的長(zhǎng)短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，做到優(yōu)化運(yùn)行，PLC系統(tǒng)對(duì)濾池進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。

    8脫氮效果好

    通過(guò)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(guò)對(duì)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，不僅能去除一般有機(jī)物和懸浮固體，而且具有較好脫氮功能。

    為了實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化，必須在各段濾池中連續(xù)測(cè)定溶解氧數(shù)值，并加以控制調(diào)節(jié)。在C/N池和N池中的曝氣階段需要不斷調(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)水和排水水質(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，有利于今后的擴(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廠分期建設(shè)的要求。

    上向流式曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)：

    BAF工藝技術(shù)分析

    曝氣生物濾池簡(jiǎn)稱BAF（biologicalaeratedfilter）,是一種高負(fù)荷淹沒(méi)式固定膜三相反應(yīng)器，在20世紀(jì)70年代末80年代初首先在法國(guó)使用成功。隨后在歐洲、美洲、日本等地得到了廣泛應(yīng)用。

    曝氣生物濾池具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

    曝氣生物濾池的主要特點(diǎn)是采用粒徑較小的粒狀材料作為濾料，濾料浸沒(méi)在水中，利用鼓風(fēng)機(jī)曝氣供氧。濾料層起兩方面作用，一是作為微生物的載體，與一般的生物濾池相比，由于具有更大的比表面積，污水與生物膜實(shí)際接觸的時(shí)間長(zhǎng)，可使生化反應(yīng)進(jìn)行得更徹底，二是可作為過(guò)濾介質(zhì)，截留進(jìn)水中的懸浮固體和新形成的生物固體，從而省去其他生物處理法中的二次沉淀池，取得優(yōu)質(zhì)出水；

    在生曝氣物濾池中可以生長(zhǎng)許多不同性質(zhì)的菌群。在距進(jìn)水端較近的濾層中，污水中的有機(jī)物含量較高，各種異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)，主要是去除BOD；在距出水口較近的濾料層中，污水中的有機(jī)物含量已經(jīng)很低，自養(yǎng)型的硝化菌將占優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)行氨氮的硝化反應(yīng)。硝化菌存在于生物膜內(nèi)側(cè)，在濾料上有很強(qiáng)的附著力，一旦形成，不易完全脫落，故曝氣生物濾池具有很強(qiáng)的硝化去除氨氮的能力。

    采用氣水平行上流，使得氣水進(jìn)行極好的均分，防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)和氣堵現(xiàn)象，且濾料層對(duì)氣泡的切割作用使氣泡在濾料層中的停留時(shí)間延長(zhǎng)，使氧的利用率高，能耗低；

    上向流形成了對(duì)工藝有好處的半柱推條件，即使采用高過(guò)濾速度和負(fù)荷，仍能保證BAF工藝的持久穩(wěn)定性和有效性。

    采用氣水平行上向流，使空間過(guò)濾能被更好的運(yùn)用，空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能保持高負(fù)荷均勻的固體物質(zhì)，從而延長(zhǎng)了反沖洗周期，減少了清洗時(shí)水、氣用量。

    BAF具有生化處理和過(guò)濾的雙重功能，可以同步去除污水的有機(jī)物、氮磷和懸浮物的優(yōu)點(diǎn)