曝氣生物濾池的運(yùn)行管理

趙永利

【摘 要】本文介紹了利用曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，簡(jiǎn)稱BAF）作為核心的污水深度處理裝置運(yùn)行過(guò)程中對(duì)有機(jī)物處理的效果及運(yùn)行存在的問(wèn)題。350噸/時(shí)污水深度處理項(xiàng)目是公司確定的在2009年上半年建成投用并爭(zhēng)取政府環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)資金支持的環(huán)保減排項(xiàng)目。2009年3月6日項(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè)，2009年6月26日工程中交，進(jìn)行開(kāi)工前準(zhǔn)備，2009年8月18日試運(yùn)行，至今始終為循環(huán)水補(bǔ)水系統(tǒng)提供合格的中水。

【關(guān)鍵詞】曝氣生物濾池 管理 工藝

1 污水深度處理工藝流程

1.1工藝流程

我公司污水處理場(chǎng)的設(shè)計(jì)能力為650t/h，所采用的工藝為“沉砂→調(diào)節(jié)→隔油→一級(jí)浮選→二級(jí)浮選→曝氣→二沉池→砂濾”，達(dá)到沿海城市國(guó)家二級(jí)排放水標(biāo)準(zhǔn)，排入大海。為達(dá)到節(jié)水減排、實(shí)現(xiàn)污水零排放的目的，公司決定興建污水深度處理回用項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)多方技術(shù)研討及中試試驗(yàn)，最后采用“臭氧+BAF”聯(lián)合生化處理工藝。

（1）目的：污水處理場(chǎng)出水經(jīng)過(guò)深度處理后，成為再生中水，做為循環(huán)水場(chǎng)的正常補(bǔ)水。

（2）規(guī)模：污水深度處理裝置進(jìn)水量為350t/h。

（3）工藝流程：原排放污水→集水池→氣浮系統(tǒng)→臭氧氧化→曝氣生物濾池→高效纖維束過(guò)濾→二氧化氯殺菌消毒→回用。

污水取自原污水處理廠石英砂過(guò)濾出水，相對(duì)水質(zhì)水量均比較穩(wěn)定，自流入地下污水集水池，由水泵經(jīng)引水罐引水提升至綜合廠房氣浮系統(tǒng)，氣浮系統(tǒng)的主要功能在于去除水中的油和懸浮物。其工作原理是是利用壓力將空氣溶于水中，通過(guò)驟然減壓，釋放出大量微小空氣泡，氣泡與絮體（污水中加入絮凝劑、助凝劑后反應(yīng)形成的）相結(jié)合浮至液面，被刮渣機(jī)刮至集泥槽，從而達(dá)到固液、液液分離的目的。

由于深度處理裝置的入水已經(jīng)經(jīng)過(guò)前期生化處理，污水的可生化性很差，因此氣浮出水要先進(jìn)行臭氧氧化，提高B/C比即提高污水生化性后才能壓力提升至曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，簡(jiǎn)稱BAF）。曝氣生物濾池工藝按照進(jìn)水方式劃分可以分為上向流、下向流。本項(xiàng)目中采用的是上向流曝氣生物濾池。曝氣生物濾池出水流入中間水池，壓力過(guò)濾（高效纖維束過(guò)濾器）后經(jīng)二氧化氯消毒流入清水池，達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)后由回用水泵送到第二循環(huán)水場(chǎng)。

2 350噸/時(shí)污水深度處理裝置運(yùn)行狀況

設(shè)計(jì)350噸/時(shí)污水深度處理回用裝置進(jìn)、出水指標(biāo)；如表1所示。

3 曝氣生物濾池

3.1 工藝運(yùn)行管理

BAF污水處理工藝是90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)。是在普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、生物濾塔、生物接觸氧化法等生物膜法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質(zhì)）的作用，其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池（二沉池）；其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)?？蓮V泛用于水體富營(yíng)養(yǎng)化、生物污水、市政污水、生活雜排水、食品加工、釀造、化工、制藥、印染等可生活的污水和廢水處理。

BAF生物濾池是整個(gè)工藝的核心部分。我公司的生物濾池分為兩級(jí)濾池，每級(jí)4個(gè)濾池，一、二級(jí)濾池組為串聯(lián)運(yùn)行，共計(jì)8個(gè)生物濾池。濾料采用陶粒濾料，靠濾料間的生物膜對(duì)污水有機(jī)物進(jìn)行降解，并靠濾料對(duì)懸浮物進(jìn)行截留。時(shí)間一長(zhǎng)，濾阻增大，需對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗。

合理的調(diào)整反沖洗時(shí)間，對(duì)濾池的恢復(fù)和運(yùn)行以及能耗都比較重要。濾池沖洗不到位會(huì)導(dǎo)致沖洗的頻率增加，過(guò)度沖洗又會(huì)使生物膜流失，延長(zhǎng)濾池的恢復(fù)時(shí)間。在實(shí)際運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)專利商提供給我們的反洗頻次不適應(yīng)日常運(yùn)行需要，主要反應(yīng)在二級(jí)濾池，過(guò)頻的反洗破壞了生物膜，使自養(yǎng)菌大量消失，造成出水氨氮超標(biāo)，我們通過(guò)反復(fù)摸索，將硬性的反洗頻次改為以一、二級(jí)生物濾池的SS作為反洗指標(biāo)。通過(guò)對(duì)SS的觀察，制定出一二級(jí)濾池的反洗時(shí)間，一級(jí)濾池因負(fù)荷較大，沖洗時(shí)間在16～36小時(shí)，二級(jí)濾池沖洗時(shí)間在36～72小時(shí)。沖洗時(shí)由1名操作員在中控室遠(yuǎn)程操作，1名操作員在現(xiàn)場(chǎng)指揮，根據(jù)沖洗的情況，增加汽沖、汽水聯(lián)合沖洗、水漂洗的強(qiáng)度和時(shí)間。如遇濾池堵塞嚴(yán)重時(shí)，可增加到兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)水泵聯(lián)合沖洗，但要防止因強(qiáng)度過(guò)大造成沖洗池漫水，每次沖洗的時(shí)間通常在25～30分鐘，沖洗水量在500～550立方米左右。

3.2 結(jié)論

3.2.1 BAF工藝優(yōu)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，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)15mg/l。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。

3.2.2 BAF工藝的缺點(diǎn)是需要定期反沖洗

隨著過(guò)濾的進(jìn)行，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。