污水處理中曝氣生物濾池的使用研究

楊鑫 陶建

（江西弘毅環(huán)境工程有限公司）

污水處理中曝氣生物濾池的使用研究

楊鑫 陶建

（江西弘毅環(huán)境工程有限公司）

我國(guó)是水資源相對(duì)匱乏的國(guó)家，很多城市都出現(xiàn)缺水現(xiàn)象。我國(guó)的污水排放總量也逐年遞增，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，大量的生活污水沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理或處理無(wú)效排放后會(huì)造成環(huán)境的污染，使得水資源短缺現(xiàn)象變得愈發(fā)嚴(yán)重。曝氣生物濾池，是一種新型的污水處理技術(shù)，本文針對(duì)我國(guó)污水處理方法進(jìn)行分析，闡述了污水處理技術(shù)中的曝氣生物濾池的使用方法。希望使本文對(duì)同行或類(lèi)似工程，能夠提供借鑒幫助，為我國(guó)污水處理技術(shù)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。

水資源；環(huán)境；污水處理；曝氣生物濾池；技術(shù)；水污染

1 引言

在我國(guó)，污水處理工作的資金與技術(shù)是影響污水處理效果的重要因素，在我國(guó)日后的發(fā)展中，需要找到便于管理，成本少，又滿(mǎn)足我國(guó)國(guó)情的污水處理技術(shù)。曝氣生物濾池，是一種新型的污水處理技術(shù)，占地面積小，建設(shè)投資成本低，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，污水處理質(zhì)量好。曝氣生物濾池能單獨(dú)使用，也可以與其他污水處理方法共同使用，這符合我國(guó)水資源短缺，以及大量的污水沒(méi)有辦法及時(shí)處理的現(xiàn)狀，這項(xiàng)污水處理技術(shù)為我國(guó)的污水處理工作帶來(lái)了新的進(jìn)展。

2 污水處理的原理和目的

大部分的城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)，一般采用二級(jí)生化處理技術(shù)，將處理后的廢水直接排放。也可以對(duì)部分廢水進(jìn)行深度處理，實(shí)現(xiàn)水資源重新利用，節(jié)約水資源、保護(hù)環(huán)境。對(duì)污水進(jìn)行深度處理，是希望可以進(jìn)一步除去二級(jí)處理水中的懸浮物、COD、溶解性有機(jī)物、氮類(lèi)污染物。經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理的污水，有大量的活性污泥碎片，可以通過(guò)生物接觸氧化法進(jìn)行處理，這一方法也適合大規(guī)模的污水處理。

3 曝氣生物濾池的概念分析

曝氣生物濾池，是由歐美發(fā)展的新型污水處理技術(shù)，滴濾池借鑒快濾池的形式，發(fā)展而來(lái)，在同一反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成，生物氧化、固液分離的作用，不需要第二沉池。隨著現(xiàn)代環(huán)境對(duì)水質(zhì)要求的逐漸提高，曝氣生物濾池在世界的城市污水處理應(yīng)用中，獲得了廣泛的好評(píng)。目前在全球已經(jīng)有百座污水處理廠(chǎng)，采用了曝氣生物濾池技術(shù)，并取得了良好的污水處理效果。

在接觸性氧化法的脫氮工藝中，采用曝氣生物濾池是較為可行的污水處理方法。通過(guò)曝氣系統(tǒng)的供氧，以及多孔生物載體，較大的比表面積，物質(zhì)傳輸性能好，適合三級(jí)污水處理，在低濃度下利于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，可以對(duì)污水中的COD，BOD5，NH3-N有較好的去除作用。

4 曝氣生物濾池的工作原理和操作方法

曝氣生物濾池的組成部分主要分為：填料床，曝氣裝置。填料床中大部分物質(zhì)是以各種顆粒狀的填料，進(jìn)行填充，在底部安裝曝氣裝置，污水可以從上或下的流經(jīng)反應(yīng)器。

曝氣生物濾池有很多操作方法和形式，有各自的特點(diǎn)，但是基本的原理是一致的。曝氣生物濾池中的填料物質(zhì)，在污水底物和氧氣的作用下，使生物膜附著在表面，這層生物膜對(duì)污水處理起著至關(guān)重要的作用，通過(guò)微生物的氧化分解，以及生物膜和填料的吸附阻留作用，將污水中的雜質(zhì)和雜物進(jìn)行氧化分解，通過(guò)生物膜內(nèi)部環(huán)境和厭氧段硝化反應(yīng)，水流方向決定的食物鏈分級(jí)捕食作用下，進(jìn)行沉淀過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)污水凈化的作用。這種方法充分發(fā)揮了快濾池和生物接觸氧化等方法，使得污水處理實(shí)現(xiàn)了較好的效果。

曝氣生物濾池運(yùn)行過(guò)程中，一個(gè)運(yùn)行周期包括過(guò)濾，反沖兩個(gè)階段。污水中的有機(jī)物可以在過(guò)濾環(huán)節(jié)中，通過(guò)填料中的生物膜氧化分解，以及濾料的絮凝、過(guò)濾作用，將水中分解出的物質(zhì)進(jìn)行吸附。但是反復(fù)的過(guò)濾環(huán)節(jié)會(huì)使得，填充料中的雜物逐漸增加，從而影響過(guò)濾的效果和能力。這就需要我們對(duì)填充料進(jìn)行反復(fù)沖洗，沖刷掉其中的雜質(zhì)，使濾料表面重新形成新的生物膜，這就是一個(gè)運(yùn)行周期。

5 曝氣生物濾池的工藝原理

結(jié)合污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)使生物進(jìn)行降解、吸附過(guò)濾，這兩種技術(shù)合并在同一反應(yīng)器內(nèi)，在通過(guò)濾池中的填料物質(zhì)為載體，在生物濾池內(nèi)進(jìn)行曝氣，從而使濾料表面生長(zhǎng)大量的生物膜。在污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料表面的生物膜，高濃度的活性微生物強(qiáng)氧化分解，濾料顆粒較小，可以充分發(fā)揮，微生物的代謝，絮凝功能。通過(guò)生物膜和填料的物理吸附作用，以及阻留作用，將污水反應(yīng)器中沿水流方向的食物鏈，進(jìn)行分級(jí)捕食，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的污染物清除，并利用反應(yīng)器內(nèi)的，好氧缺氧細(xì)菌的存在，進(jìn)行脫氮除磷。

6 曝氣生物濾池的常見(jiàn)形式

6.1 采用BIOCARBONE技術(shù)

BIOCARBONE是曝氣生物濾池最早的使用形式，由法國(guó)公司研發(fā)設(shè)計(jì)，使用球形陶粒當(dāng)作濾料，通過(guò)自上而下的污水流向進(jìn)行過(guò)濾，濾料層的下部，是曝氣管路位置的所在。而氣水反沖裝置，位于曝氣濾池的底部。通過(guò)氣水聯(lián)合的反沖作用，實(shí)現(xiàn)，硝化，反硝化和化學(xué)需氧量的去除作用。在該方法實(shí)施之前，在過(guò)濾池中要融合生物膜處理技術(shù)，和物理過(guò)濾技術(shù)，對(duì)工業(yè)廢水和城市污水進(jìn)行處理。

6.2 采用BIOSTYR技術(shù)

BIOSTYR金屬是法國(guó)公司在BIOCARBONE技術(shù)上加以改進(jìn)的成果。將聚苯乙烯作為填料，污水與空氣從過(guò)濾裝置的底部進(jìn)入，通過(guò)濾料時(shí)可將濾料頂部安裝濾頭，濾板，避免濾料的流失，也便于濾料的維修與更換。因?yàn)闉V板上方是反沖水儲(chǔ)存區(qū)域，中下方是曝氣管，可以在重力作用下進(jìn)行，清洗濾料，在裝置中增加回流泵，實(shí)現(xiàn)硝化，反硝化，從而節(jié)約成本。

6.3 采用BIOFOR技術(shù)

該種技術(shù)使用的濾料是沉浮式輕質(zhì)陶粒，污水由裝置的底部進(jìn)入，該方法的濾料層上沒(méi)有濾板，曝氣管也位于濾層下的承托層，極大程度地避免曝氣孔堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，在進(jìn)行反沖再生時(shí)，空氣和水一同進(jìn)入濾層，該方法操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。

7 曝氣生物濾池在污水處理中的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

7.1 優(yōu)勢(shì)

曝氣生物濾池不需要二次建設(shè)沉淀池，極大程度上的節(jié)約了占地和建設(shè)資金，由于濾料的粒徑較小，生物含量較高，通過(guò)沖洗可以實(shí)現(xiàn)生物膜的更新應(yīng)用，從而提高生物膜的活性，使得污水在短時(shí)間內(nèi)就能凈化處理。曝氣生物濾池相比較其他傳統(tǒng)的污水處理工藝，水力負(fù)荷，容積負(fù)荷較大，停留時(shí)間短，生物處理面積，體積較小。在BIOFOR技術(shù)中，通過(guò)填料截留和生物膜的絮凝作用，使得出水的SS較低，周期性的反復(fù)沖洗也使得生物膜不斷更新，生物膜的活性也隨之增加，從而吸附，截留一些較難降解的物質(zhì)。但是由于氧的傳輸效率較高，曝氣量小，供氧動(dòng)力消耗不足，使得在BIOFOR技術(shù)中的曝氣量比其他污水處理法低，對(duì)氧的利用率高達(dá)20～30%，從而具備較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，掛膜成功的裝置能夠在6～10℃的水溫下運(yùn)行，耐低溫運(yùn)行，且有較好的運(yùn)行效果，又因?yàn)槠貧馍餅V池生物膜更新速度快，啟動(dòng)時(shí)間短，又是模板化的結(jié)構(gòu)，使得后期的改建和擴(kuò)建方便簡(jiǎn)單，易操作。

7.2 劣勢(shì)

由于曝氣生物濾池對(duì)污水中的SS有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，且曝氣生物濾池中的填料粒徑較小，可以在較短的水力停留時(shí)間截留SS。但是這種曝氣生物濾池，水損失很大，進(jìn)一步對(duì)SS進(jìn)行截留，實(shí)現(xiàn)沉淀池的作用，還是有較大的水損失，從而使得水的總提升高度有所增加。在曝氣生物濾池反復(fù)沖洗的環(huán)節(jié)中，水力負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大影響力，使得沖出的水直接回流到初沉淀池內(nèi)，從而對(duì)初沉淀池產(chǎn)生較大的沖擊負(fù)荷力。如果在曝氣生物濾池的運(yùn)行和設(shè)計(jì)中，存在失誤，還會(huì)導(dǎo)致濾料的流失。

8 結(jié)束語(yǔ)

曝氣生物濾池是現(xiàn)代新型的污水處理技術(shù)，對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，有著很大的優(yōu)勢(shì)。曝氣生物濾池不僅僅滿(mǎn)足了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求，還滿(mǎn)足了我國(guó)環(huán)境保護(hù)的污水處理技術(shù)?？墒?，曝氣生物濾池在實(shí)際的污水處理工程中，還需要日后的研究與完善，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)污水質(zhì)量排放的高標(biāo)準(zhǔn)，提高污水處理的效果。

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