污水處理中曝氣生物濾池應(yīng)用研究

摘要：曝氣生物濾池是常見(jiàn)的污水處理技術(shù)，其能去除多種有害物質(zhì)，具有出水水質(zhì)好、高效節(jié)能、成本低等諸多優(yōu)勢(shì)，因而在污水處理中得到日益廣泛的應(yīng)用。本文先對(duì)曝氣生物濾池進(jìn)行了概述，然后，重點(diǎn)研究了其在污水處理中的應(yīng)用，希冀能為我國(guó)污水處理提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：污水處理;曝氣生物濾池;生物膜處理工藝

Abstract：Aerated biofilter is a common sewage treatment technology，which can remove a variety of harmful substances and has many advantages such as good effluent quality，high efficiency， energy saving，low cost and so on.Therefore，it is increasingly widely used in sewage treatment.In this paper， biological aerated filter is summarized firstly，and then its application in sewage treatment is mainly studied， hoping to provide some reference for sewage treatment in our country.

Key words：Sewage treatment;Biological aerated filter;Biofilm treatment process

曝氣生物濾池簡(jiǎn)稱BAF，是歐美在20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的一種新型生物膜法污水處理工藝，與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，其具有非常明顯的占地小、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在我國(guó)不少污水處理廠中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，處理城鎮(zhèn)污水、工業(yè)廢水及農(nóng)村污水等的效益非常顯著。本文擬對(duì)曝氣生物濾池在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

1 曝氣生物濾池概述

1.1 曝氣生物濾池的原理

從本質(zhì)上來(lái)看，曝氣生物濾池是固、液、氣三相共存的生物膜處理工藝，屬于接觸氧化和過(guò)濾相結(jié)合的新興的廢水好氧生物處理技術(shù)，也可以說(shuō)是普通生物濾池的變形方式。其核心技術(shù)是應(yīng)用多孔性的濾料，并將其作為生物載體來(lái)進(jìn)行污水處理。在曝氣生物濾池的裝置頂部設(shè)置了布水系統(tǒng)，能均勻地將污水分布到濾料的表面，這樣，液滴狀的污水就能夠充分地與氧氣進(jìn)行接觸。微生物在濾料表面通過(guò)附著-脫附-再附著，最后形成一層穩(wěn)定的生物膜，就不再繼續(xù)進(jìn)行脫附。因?yàn)槟?nèi)存在好氧區(qū)和缺氧區(qū)，具有較高的活性，污水一旦流經(jīng)生物膜，就可以將污染物成功去除。污水在系統(tǒng)中，從上至下流經(jīng)濾料，之后在系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)利用，或者自裝置底部排出。曝氣生物濾池單位體積的生物量數(shù)超過(guò)了活性污泥法的數(shù)倍，同時(shí)，曝氣生物濾池所用的填料細(xì)小，具有較強(qiáng)的過(guò)濾作用，出水不用再進(jìn)行沉淀。曝氣過(guò)程中氣泡行程與氣液接觸時(shí)間都很長(zhǎng)，通過(guò)濾料的多次剪切，能極大地提高氧的利用效率，減少能源消耗。整體來(lái)看，曝氣生物濾池具有池體體積小，工藝流程簡(jiǎn)單，菌群結(jié)構(gòu)合理，處理負(fù)荷高，處理效果好，耐沖擊負(fù)荷、不需二沉，受氣溫影響小等優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

1.2 曝氣生物濾池的優(yōu)勢(shì)與不足

1.2.1 優(yōu)勢(shì)

曝氣生物濾池充分借鑒了接觸氧化法和給水快濾池兩種污水處理技術(shù)的設(shè)計(jì)思路，其主要優(yōu)勢(shì)如下：一是生物量高于活性污泥工藝，其濾料為顆粒狀，粗糙多孔，非常利于更多的微生物附著生長(zhǎng)，保證反應(yīng)器內(nèi)的生物量得到有效維持。二是其具有給水快濾池的技術(shù)特點(diǎn)，處理流程短，不僅能快速、有效地去除污水中的懸浮固體（SS），還不需要進(jìn)行二沉，因而整體基建投資比較低。三是菌群結(jié)構(gòu)合理，在曝氣生物濾池污水流程中，能形成多種優(yōu)勢(shì)生物菌種，在同一個(gè)容器中就能降解有機(jī)物，發(fā)生硝化和反硝化等。四是耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，能較好地適應(yīng)水質(zhì)、水量、環(huán)境變化等。五是在設(shè)置回流或單獨(dú)設(shè)置反硝化段時(shí)，脫氮效果也非常良好。

1.2.2 不足

一是對(duì)進(jìn)水SS有較高的要求，需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，如果不這樣，將極有可能堵塞濾料，增加了使用風(fēng)險(xiǎn)。二是要定期對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以便將濾層中截留的水中懸浮物和脫落的生物膜去除，同時(shí)，將濾料上老化的生物膜洗脫掉。在進(jìn)行反沖洗時(shí)，需要將曝氣生物濾池的工作中止，且恢復(fù)運(yùn)行也需要一定的時(shí)間。尤其是在進(jìn)水懸浮物比較多的情況下，反沖洗次數(shù)也會(huì)比較多，使得濾池的運(yùn)行周期較短，增加運(yùn)行成本。三是生物除磷效果不夠理想，在除磷過(guò)程中，需要采用化學(xué)法進(jìn)行輔助。四是濾池產(chǎn)生的污泥無(wú)機(jī)成分高，難以進(jìn)行充分的消化利用。

2 曝氣生物濾池在污水處理中應(yīng)用

2.1 科學(xué)選擇濾料

濾料是生物膜的載體，也是曝氣生物濾池的核心構(gòu)成部分，具有截留懸浮物質(zhì)的作用，對(duì)曝氣生物濾池性能具有極大的影響。作為微生物生長(zhǎng)、附著的場(chǎng)所，濾料可以促進(jìn)污水處理過(guò)程中微生物增殖和更新。而且，污水也是通過(guò)濾料來(lái)流動(dòng)的，經(jīng)過(guò)濾料后，水質(zhì)會(huì)有很大的提高。而進(jìn)水中的部分懸浮物也會(huì)被濾料截留在表面或空隙內(nèi)。鑒于濾料的這種作用，在選擇濾料時(shí)，就應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)與污水廠實(shí)際，優(yōu)先選擇相對(duì)適合的濾料，如材料獲得方便、比表面積大、孔隙率較大、質(zhì)輕且具有一定機(jī)械強(qiáng)度、成本低等，以達(dá)到降本增效的作用?，F(xiàn)在常用的濾料主要是粒狀濾料、不規(guī)則多孔濾料、蜂窩或波紋板濾料，其中，蜂窩或波紋板濾料屬于新型濾料，其制作原料主要是玻璃鋼或塑料，耐用度較高。

2.2 合理設(shè)置氣水比

對(duì)于曝氣生物濾池來(lái)說(shuō)，在其運(yùn)行過(guò)程中，氣水比數(shù)據(jù)的設(shè)置十分關(guān)鍵，直接影響著濾池的運(yùn)行效果。曝氣能夠?yàn)槲⑸锾峁┤芙庋?，還能快速擴(kuò)散有機(jī)物和微生物相互作用的產(chǎn)物，減少濾料堆積，促進(jìn)生物膜及時(shí)脫附。相關(guān)研究顯示，如果氣水比過(guò)低，就會(huì)嚴(yán)重影響有機(jī)物的溶解效果;如果過(guò)高，就會(huì)使得沖刷強(qiáng)度太大，影響有機(jī)物降解并增加能源消耗。通過(guò)實(shí)踐證明，曝氣生物濾池最為恰當(dāng)?shù)臍馑仁?：1，最佳水溫在15℃。確定好氣水比后，檢查水路與氣路通暢與否，再進(jìn)行填料和掛膜。一般來(lái)說(shuō)，自然掛膜比較適合夏季使用，且需要水中具有較高的可生化成分含量;接種掛膜比較適合水中可降解微生物較少的情況，運(yùn)行過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)有機(jī)物濃度的監(jiān)測(cè)，完成掛膜大約需要一個(gè)月，只有可降解有機(jī)物去除率達(dá)到20%～30%，就可認(rèn)為掛膜完成。

2.3 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)

在曝氣生物濾池運(yùn)行期間，由于生物陶粒濾池會(huì)受到微生物的敏感性影響，必須要加強(qiáng)管理與維護(hù)。先要確保濾池水環(huán)境良好，防止因?yàn)闉V池負(fù)荷發(fā)生較大變化，導(dǎo)致濾池運(yùn)行不夠穩(wěn)定。同時(shí)，還要確保供氣穩(wěn)定、充分，因?yàn)槿芙庋跏羌?xì)菌生長(zhǎng)的必要條件，只有曝氣充分，才能促進(jìn)其生長(zhǎng)。要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行反沖洗，反沖洗過(guò)程中，因項(xiàng)目處理量比較大，需要的時(shí)間長(zhǎng)，要做好規(guī)劃和安排，以確保水池的有效性。為了增加曝氣生物濾池的運(yùn)行周期，降低反沖洗頻次與能源消耗，最好是應(yīng)用BAF工藝來(lái)預(yù)處理水，減少雜質(zhì)和SS進(jìn)入曝氣生物濾池。某污水處理廠采用曝氣生物濾池進(jìn)行污水處理，結(jié)果顯示效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，曝氣生物濾池優(yōu)勢(shì)非常顯著，能實(shí)現(xiàn)污水處理效益最大化，因而在污水處理方面應(yīng)用前景廣闊，不過(guò)當(dāng)前曝氣生物濾池還存在部分問(wèn)題需要進(jìn)一步研究解決。在具體應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行合理應(yīng)用，并在實(shí)踐中不斷探索總結(jié)，使曝氣生物濾池的各方面性能都能得到持續(xù)的完善，以便更好地發(fā)揮其在污水處理中的積極作用。

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收稿日期：2020-05-17

作者簡(jiǎn)介：祝燁燁（1984-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)槲鬯卫怼?/p>