林明LIN Ming

（沈陽航天三菱汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司，沈陽110179）

1 曝氣生物濾池的定義以及基本原理

1.1 曝氣生物濾池的定義 曝氣生物濾池，也稱BAF，是在上世紀(jì)80年代末90年代初發(fā)明的生物膜法污水處理技術(shù)，能有效地除去SS、COD、BOD等有害物質(zhì)，其最大處理值可達(dá)到每天幾十萬噸，且逐步發(fā)展為可以脫氮除磷，目前，在歐美國家已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用，具有較強(qiáng)的實用性。

1.2 曝氣生物濾池的基本原理 工藝原理：將一定量粒徑較小的粒狀濾料裝在濾池中，由于濾料表面生長著高活性的生物膜，因此在濾池內(nèi)能夠曝氣，當(dāng)污水經(jīng)過時，就能給利用濾料氧化降解作用達(dá)到快速凈化污水的效果，這就是生物氧化降解過程。同時，流經(jīng)污水時，由于濾料呈現(xiàn)壓實狀態(tài)，因此，利用濾料粒徑小以及生物膜絮凝作用可以截流污水中的懸浮物，從而保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用。運(yùn)行一段時間后，隨著水頭損失的增加，為了釋放截留的懸浮物和更新生物膜，要對濾池進(jìn)行反沖洗，這就是反沖洗過程。

具體來說，首先，曝氣生物濾池要在濾池中添加高比表面積的顆粒濾料，這樣有利于微生物生存與生長。當(dāng)曝氣生物濾池開始運(yùn)作時，污水可以自上而下或自下而上地流動，當(dāng)污水流動經(jīng)過濾池的濾層時，濾層下方的鼓風(fēng)機(jī)也隨之開始產(chǎn)生曝氣，使得在這個過程中，空氣與污水可以逆向或者同向地接觸，并使濾層表面的生物膜與水中的有機(jī)污染物進(jìn)行升華反應(yīng)，有機(jī)污染物降解，這個作用是以生物氧化降解反應(yīng)為前提所進(jìn)行的，而氧化降解作用還能有效地進(jìn)行硝化以及反硝化反映，這使得過濾的二次沉降過程可以省略。此外，污水在流動的過程中，顆粒濾料由于較小，生物膜表面的生物具有絮凝作用，能產(chǎn)生分離效果，確保污水中的懸浮污染物被分離，同時，污染物脫離的生物膜也會立即被處理，不會再次進(jìn)入水流，這一過程是利用截留技術(shù)實現(xiàn)的。曝氣生物濾池在運(yùn)用過程中，還需要注意定期的維修與保養(yǎng)。

2 曝氣生物濾池的特點

曝氣生物濾池與普通的污水處理技術(shù)相比具有一定的優(yōu)越性和突出的特點：①由于陶粒屬于多孔顆粒填料，從而具有較大的表面積，容易被微生物附著，與其他形式的載體相比提高了參與生物降解微生物的量；②運(yùn)行中的生物陶粒濾池，由于空氣由下而上的對微生物供養(yǎng)，因此，布?xì)庑Ч们肄D(zhuǎn)移氧的效率高；③由于生物膜與水接觸面積大，從而提高了處理效率；④生物陶粒濾池的污泥齡長，產(chǎn)泥量較其它生物接觸氧化工藝少，且污泥含水率低、沉降性能好；⑤生物陶粒濾池在生物絮凝和降解等過程中兼有過濾的作用，從而減少了氧化工藝并具有更好的效果；⑥生物陶粒濾池具有較高的生物活性，由于按水流方向分層分布填料床，因此，運(yùn)行穩(wěn)定性好且耐低溫和沖擊負(fù)荷。⑦曝氣生物濾池成本低廉，曝氣生物濾池成本低廉，且其利用氧化分解技術(shù)，能省略二次沉降過程，節(jié)省建造成本。⑧微生物濃度更高，曝氣生物濾池的濾料是顆粒形狀的填料，這為微生物的生存與生長提供了一個良好的環(huán)境，提高微生物的濃度，有利于處理器和掛膜的正常和穩(wěn)定運(yùn)行。

3 曝氣生物濾池在污水處理中的實際運(yùn)用

沈陽航天三菱汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司污水站采用生物陶粒濾池作為去除有機(jī)物的深度生物處理單元，處理乳化廢液預(yù)處理系統(tǒng)出水與廠區(qū)生活污水混合后形成的綜合污水。生物陶粒濾池具體流程和水質(zhì)情況如圖1和表1所示。

表1 進(jìn)水水質(zhì)表

該系統(tǒng)采用二級生物濾池2座，鋼結(jié)構(gòu)池體，池內(nèi)填充陶粒填料。向上水流，微生物、填料、空氣和廢水呈完全混合狀態(tài)，進(jìn)行COD和氨氮的降解，使水質(zhì)得到進(jìn)一步凈化。

3.1 啟動與掛膜 生物陶粒濾池按要求建設(shè)好構(gòu)筑物后首先檢查配水和配氣是否合乎要求、水路及氣路是否通暢、布水及布?xì)馐欠窬鶆蛘＃绕涫菤饴?，檢查是否能滿足正常進(jìn)行曝氣及反沖洗的需要。一切合格后再裝填料并進(jìn)行微生物的掛膜。

掛膜方法可以分為兩種，即自然掛膜和接種掛膜。當(dāng)夏季水溫較高且進(jìn)水水質(zhì)中具有較高的可生化成分時可以采用自然掛膜，此時，可以以較小的進(jìn)水流量促使微生物逐漸在填料上附著生長，然后逐漸增加水力負(fù)荷直到達(dá)到設(shè)計要求。如果水文較低或水中可講解的有機(jī)物較少時應(yīng)當(dāng)采用接種掛膜。在掛膜期間，每天應(yīng)當(dāng)監(jiān)測有機(jī)物濃度和氨氮，當(dāng)CODcr去除率達(dá)到20%～30%或氨氮的去除率達(dá)到60%以上時，可認(rèn)為掛膜完成，一般掛膜需要30天左右才能完成。由于生物陶粒的啟動受水溫的影響較大，低溫條件會抑制生物活性而降低生物膜形成的速度，因此，水溫較高的夏季或秋季最適宜進(jìn)行掛膜。

3.2 運(yùn)行與維護(hù) 掛膜完成后，即進(jìn)入正常運(yùn)行階段。由于微生物對環(huán)境因素十分敏感，如果操作或管理不當(dāng)將會影響生物陶粒濾池的運(yùn)行效果，因此，需要注意以下幾方面：①穩(wěn)定運(yùn)行。生物陶粒濾池雖然具有一定抗沖擊負(fù)荷的能力，但是如果長期運(yùn)行不穩(wěn)定或負(fù)荷變動較大，將會影響微生物的活性，因此，應(yīng)當(dāng)盡量保持濾池符合穩(wěn)定，即使填料干枯也不能使得濾池處于無水狀態(tài)。②保持穩(wěn)定的供氣。維持細(xì)菌生長的必備條件就是要有足夠的溶解氧，因此，為了保證濾池的處理要過，不能經(jīng)常出現(xiàn)曝氣不足或停止曝氣的情況。③嚴(yán)格按要求進(jìn)行反沖洗。如果過濾周期過長，在濾料中就會積留太多的污泥而增大水頭損失和能耗，此外，生物膜表面老化的生物體也得不到更新而發(fā)生局部厭氧，就會造成水質(zhì)變差。如果過濾周期太短也會減少總產(chǎn)水量而增加沖洗能耗，由于生物膜脫落加快而降低處理能力，因此，一定要按照設(shè)計要求定期進(jìn)行反沖洗。

該生物曝氣系統(tǒng)投入運(yùn)行后，水質(zhì)凈化效果明顯，出水水質(zhì)穩(wěn)定，占用場地少，運(yùn)行費(fèi)用低，出水水質(zhì)情況見表2。

表2 出水水質(zhì)表

4 總結(jié)

通過上面案例可以了解到，曝氣生物濾池在實際運(yùn)用中有眾多的優(yōu)點，使污水處理能力達(dá)到了較高的水平。近些年來，我國對曝氣生物濾池的實踐促使曝氣生物濾池的技術(shù)不斷更新，積累了許多經(jīng)驗。在實際的運(yùn)用過程中，曝氣生物濾池展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)越性，但任何技術(shù)都不是完美的，曝氣生物濾池同樣存在其不足的地方，需要不斷地進(jìn)行完善。

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