曝氣生物濾池介紹
曝氣生物濾池的工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質）的作用 ,其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節省了后續沉淀池 ( 二沉池 ) ，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好：運行能耗低，運行費用省。
曝氣生物濾池是搭載了固定生物膜反應功能的深床過濾濾池，集生物脫氮及過濾功能的深度處理單元，其柔性設計可選擇濾池單獨運行或反硝化運行工藝，具有優異的去除固體懸浮物功能，出水TSS <5mg/L,當原水含氮量高時，啟動旁路投加碳源系統，顯示驅氮功能，出水總氮<3~5mg/L。
BAF 具有以下工藝特點
1 、 采用氣水平行上向流，使得氣水進行均分，防止了氣泡在濾料層中凝結核氣堵現象，氧的利用率高，能耗低；
2 、 與下向流過濾相反，上向流過濾維持在整個濾池高度上提供正壓條件，可以更好的避免形成溝流或短流，從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阱；
3 、上向流形成了對工藝有好處的半柱推條件，即使采用高過濾速度和負荷，仍能保證 BAF 工藝的持久穩定性和有效性；
4 、采用氣水平行上向流，使空間過濾能被更好的運用，空氣能將固體物質帶入濾床深處，在濾池中能得到高負荷、均勻的固體物質，從而延長了反沖洗周期，減少清洗時間和清洗時用的氣水量；
5 、濾料層對氣泡的切割作用事使氣泡在濾池中的停留時間延長，提高了氧的利用率；
6 、由于濾池良好 的截污能力，使得 BAF 后面不需再設二次沉淀池；
工藝參數
隨著人們對曝氣生物濾池研究的深入, BAF反應器的關鍵工藝參數也有了較大的調整,其工藝參數大致如下:
容積負荷與要求出水水質相關,一般情況下有機物負荷為2～10 kg BOD5 /m3 •d;硝化0. 5～3 kgNH32N /m3 •d;反硝化018～7 kg NO32N /m3 •d; 水力負荷6～16 m3 /m2 •h;氣水比(1～3) ∶1,最大不超過10∶1; 填料粒徑為2～8 mm;填料高度為2～4m;單級反沖周期24 ～48 h;多級反沖周期24 ～48h,硝化反硝化濾池運行時間較長;單池反沖水量約占產水量的8%左右,或為單池填料體積的3倍左右;反沖時間20～30 min,反沖洗水強度15～35 L /m2 •s,氣強度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,國內外學者對曝氣生物濾池的應用進行了大量研究。雖然很多學者在曝氣生物濾池對有機物和懸浮物的去除,對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展和共識。但有關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用還有待進一步完善。
2. 1 污染物的去除
曝氣生物濾池工藝上明顯的空間梯度特征決定了其對污染物去除。
曝氣生物濾池介紹
2. 1. 1 有機物和懸浮物的去除
曝氣生物濾池內填料的物理吸附和過濾截留作用以及生物膜的生物氧化作用決定了池內SS和有機物的高效去除,國內外該領域的研究及應用也充分證明了上述觀點。Pastorelli G. 等[ 3 ]對中試規模的淹沒式生物濾池連續進行18 個月的試驗研究表明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系時發現,當負荷的增大并不是因為進水中更多的SS,而是由于更高的流量和低停留時間時,去除效率是相當穩定的,總的SS去除率在80% ～90%之間,而COD去除率在70% ～80%之間波動。國內,齊兵強等[ 5 ]采用B IOFOR工藝,以生活污水為處理對象, COD、BOD5、SS出水水質指標均達到了生活雜用水水質標準。大連市馬欄河污水處理廠采用B IOFOR型BAF,在處理量為12萬m3 /d, COD負荷最大6 kg COD /m3 •d的情況下,出水COD小于75 mg/L。以上國內外研究與應用結果表明,曝氣生物濾池對有機物和懸浮物的處理機能成熟,處理量大,在污水碳有機物去除應用中潛力巨大。
2. 1. 2 氨氮的去除
氨氮是污水處理中最主要的目標去除物之一。曝氣生物濾池將較短的水力停留時間與長的污泥齡有機統一起來,有利于硝化細菌這類世代期較長的細菌生長,對氨氮具有較高的去除效率,因此,被廣泛應用于污水中氨氮的去除。硝化作用,有關BAF硝化性能的研究已得到越來越多研究者的重視,通過優化運行參數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養化水時,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99.99%。英國水研究中心Dillon等[ 7 ]對BAF的硝化能力研究結果表明當氮容積負荷為0163 kg/m3 • d 時, NH+2N 去除率可達90%。R1Pujol等[ 8 ]通過對法國巴黎Achresh處理廠的上向流曝氣生物濾池兩年的研究認為,在濾速4 ～6m /h, 6～8 m /h, 8～10 m /h運行條件下,當NH32N的容積負荷為115 kg NH32N /m3 •d時,曝氣生物濾池氨氮去除率始終保持在80% ～99.99% ,濾速的提高不僅不是影響反應器硝化速度的限制因素,反而會對硝化有積極的促進作用。F1Fdz2Polanco[ 9 ]等對淹沒式曝氣生物濾池硝化過程中異養菌和硝化菌的空間分布情況進行研究時發現:當COD∶NH+42N為4∶1,進水COD低于200 mg/L 時不影響硝化效能;當進水COD高于200 mg/L 時,硝化效能將無法達到99.99%;盡管BAF的氨氮去除效能在實踐中得到了檢驗,但有關進水負荷,有機物濃度以及硝化細菌分布特征還需進一步探討。目前的研究表明,曝氣生物濾池的硝化性能與有機物濃度、溫度、停留時間等因素有密切的關系,因此硝化性能的研究有待進一步的深入。
反硝化作用,由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物,使得反硝化得以進行。Pujol[ 8 ]研究認為,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, 脫氮能力可達到99.99%。Pujol等[ 10 ]還比較了前置反硝化和后置反硝化的優劣,認為反硝化過程應采用上向流的進水方式進行。Chen等[ 11 ]研究生物過濾反應器與活性污泥反應器以及流化床的反硝化特性時,發現在不同水力條件下,反應器內微生物種群會發生一定的變化,但優勢種群———桿菌屬基本穩定。
