一、曝氣生物濾池的工作原理與工藝特征

曝氣生物濾池（BAF－BiologicalAeratedFilters）也叫淹沒式曝氣生物濾池（SBAF-SubmergedBiologicalAeratedFilters），是在普通生物濾池、高負荷生物濾池、生物濾塔、生物接觸氧化法等生物膜法的基礎上發(fā)展而來的，被稱為第三代生物濾池（TheThirdGenerationFilter）。國外在二十世紀二十年代開始進行研究，于八十年代末基本成型，后不斷改進，并開發(fā)出多種形式。

在開發(fā)過程中，充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，即需曝氣、高過濾速度、截留懸浮物、需定期反沖洗等特點。其工藝原理為，在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，濾池內部曝氣。污水流經(jīng)時，利用濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進行快速凈化，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生物絮凝作用，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，此為反沖洗過程。

一般說來，曝氣生物濾池具有以下特征：

（1）用粒狀填料作為生物載體，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。

（2）區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔，在去除BOD、氨氮時需進行曝氣。

（3）高水力負荷、高容積負荷及高的生物膜活性。

（4）具有生物氧化降解和截留SS的雙重功能，生物處理單元之后不需再設二次沉淀池。

（5）需定期進行反沖洗，清洗濾池中截留的SS以及更新生物膜。

二、曝氣生物濾池工藝的主要優(yōu)點

（1）曝氣生物濾池是第三代生物濾池，是真正集生物膜法與活性污泥法于一身的反應器，出水水質高、處理負荷大。

滴濾池（普通生物濾池）被稱為第一代生物濾池，也是生物濾池最初的雛形，高負荷生物濾池、生物濾塔是在此基礎上發(fā)展起來的第二代生物濾池，主要特征是增加了處理負荷。曝氣生物濾池對生物濾池進行了全面的革新：采用人工強制曝氣，代替了自然通風；采用粒徑小、比表面積大的濾料，顯著提高了生物濃度；采用生物處理與過濾處理聯(lián)合方式，省去了二次沉淀池；采用反沖洗的方式，免去了堵塞的可能，同時提高了生物膜的活性；采用生物膜加生物絮體聯(lián)合處理的方式，同時發(fā)揮了生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點。

曝氣生物濾池同時具有生物氧化降解和過濾的作用，因而可獲得很高的出水水質，可達到回用水水質標準。一般來說，對生活污水，二級處理即可達到普通工藝三級處理的水平。對工業(yè)廢水，即使在可生化性不強的情況下，曝氣生物濾池處理效果也優(yōu)于一般的工藝，因為曝氣生物濾池處理有機物不僅依賴于生物氧化，還存在顯著的生物吸附和過濾作用，因為可去除粒徑較大，可吸附去除一些可生化性不強的物質。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很底，一般不超過10mg/l，出水非常清澈透明；因不斷的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較�。ㄒ话銥�110微米左右），活性很高。高活性的生物膜不僅體現(xiàn)在生物氧化、降解方面，更表現(xiàn)為生物絮凝、吸附作用。對一些難降解的物質，可將其吸附、截留在池中，得以去除。

德國某公司為我國大連馬欄河污水處理廠設計即采用二級BIOFOR工藝，出水可達到生活雜用水標準。處理量為120，000m3/d。

曝氣生物濾池具有很高的處理負荷：水力負荷、容積負荷顯著高于傳統(tǒng)污水處理工藝（水力負荷可達到6－8m3/m2h；容積負荷可達3－6kgBOD5/m3d）,停留時間短（單級可達到0.5－0.66h）。

（2）占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池之后不設二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投資。曝氣生物濾池占地面積僅為常規(guī)工藝的1/10—1/5。處理負荷高、停留時間短，因而池容較小，基建投資比常規(guī)工藝節(jié)省至少20－30%。

（3）運行費用低。供氣能耗在所有好氧生物處理的運行費用中占了相當?shù)谋壤貧馍餅V池工藝氧的傳輸利用效率很高，曝氣量小，供氧動力消耗低。氧的利用效率可達20－30%。主要原理為：

ⅰ.因填料粒徑很小，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，加強了氧氣的利用率。

ⅱ.氣泡在上升過程中，受到了填料的阻力，延長了停留時間，同樣有利于氧氣的傳質。

ⅲ.研究表明，在BIOFOR中，氧氣可直接滲透入生物膜，因而加快了氧氣的傳質速度，減少了供氧量。

工程實踐表明，曝氣量為傳統(tǒng)活性污泥法的1/20，為氧化溝的1/6，為SBR的1/4—1/3，在很大程度上節(jié)省了運行費用。曝氣生物濾池水頭損失較小，剩余污泥量少且容易處理，維護量很少，這都將保證運行費用較低。

（4）抗沖擊負荷能力強，耐低溫。運行經(jīng)驗表明，曝氣生物濾池可在正常負荷2－3倍的短期沖擊負荷下運行，而其出水水質變化很小。這一方面依賴于濾料的高比表面積，當外加有機負荷增加時，濾料表面的生物量可以快速增值；另一方面依賴于整體曝氣生物濾池的緩沖能力。此外，生物曝氣濾池一旦掛膜成功，可在6－10℃水溫下運行，并具有較好的運行效果。

（5）易掛膜，啟動快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右，2至3周即可完成掛膜過程。在暫時不使用的情況下可關閉運行，此時濾料表面的生物膜并未死亡，而是以孢子的形式存在，一旦通水曝氣，可在很短的時間內恢復正常。污水水溫15℃左右，停止運行半月（濾柱內排空水且不曝氣），恢復運行后，三天后即完全恢復正常。這一特點使曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大地區(qū)的污水處理。在旅游地區(qū)，污水量受季節(jié)及旅游人數(shù)的變化影響非常大，在旅游淡季時，完全可以關閉部分曝氣生物濾池，以減少不必要的運行費用，一旦需要，可在很短的時間內恢復設計處理能力。

（6）曝氣生物濾池采用模塊化結構，便于后期改、擴建。國內現(xiàn)有污廢水處理工藝普遍存在一個缺點：當新增污廢水處理量時，必須對原有工藝進行較徹底的修改，主要原因是因為這些工藝都不是模塊化結構。曝氣生物濾池完全模塊化，非常利于后期的擴建和改建，僅需并列增加濾池數(shù)即可，不影響已有的工藝運行。

（7）采用自動化控制，易于管理。曝氣生物濾池可采用完全自動化控制，管理非常簡單。同時由于其本身的結構并不復雜，因而也無需龐雜的自控設備，更無需大量的人員技術培訓。

（8）不產(chǎn)生臭氣、環(huán)境質量高。國內現(xiàn)有污水處理廠的環(huán)境質量普遍較差，臭氣彌漫、蒼蠅等昆蟲較多，曝氣生物濾池不產(chǎn)生臭氣，采用該工藝的污水廠環(huán)境質量很高。

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