趙永利

【摘 要】本文介紹了利用曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，簡稱BAF）作為核心的污水深度處理裝置運行過程中對有機物處理的效果及運行存在的問題。350噸/時污水深度處理項目是公司確定的在2009年上半年建成投用并爭取政府環(huán)境保護專項資金支持的環(huán)保減排項目。2009年3月6日項目正式開工建設(shè)，2009年6月26日工程中交，進行開工前準(zhǔn)備，2009年8月18日試運行，至今始終為循環(huán)水補水系統(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

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

（1）目的：污水處理場出水經(jīng)過深度處理后，成為再生中水，做為循環(huán)水場的正常補水。

（2）規(guī)模：污水深度處理裝置進水量為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濾出水，相對水質(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，被刮渣機刮至集泥槽，從而達到固液、液液分離的目的。

由于深度處理裝置的入水已經(jīng)經(jīng)過前期生化處理，污水的可生化性很差，因此氣浮出水要先進行臭氧氧化，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，簡稱BAF）。曝氣生物濾池工藝按照進水方式劃分可以分為上向流、下向流。本項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，壓力過濾（高效纖維束過濾器）后經(jīng)二氧化氯消毒流入清水池，達到回用水標(biāo)準(zhǔn)后由回用水泵送到第二循環(huán)水場。

2 350噸/時污水深度處理裝置運行狀況

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

3 曝氣生物濾池

3.1 工藝運行管理

BAF污水處理工藝是90年代初最先在歐美發(fā)展起來的一種新型污水生物處理技術(shù)。是在普通生物濾池、高負荷生物濾池、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）；其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，出水水質(zhì)好等特點?？蓮V泛用于水體富營養(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生物濾池是整個工藝的核心部分。我公司的生物濾池分為兩級濾池，每級4個濾池，一、二級濾池組為串聯(lián)運行，共計8個生物濾池。濾料采用陶粒濾料，靠濾料間的生物膜對污水有機物進行降解，并靠濾料對懸浮物進行截留。時間一長，濾阻增大，需對濾池進行反沖洗。

合理的調(diào)整反沖洗時間，對濾池的恢復(fù)和運行以及能耗都比較重要。濾池沖洗不到位會導(dǎo)致沖洗的頻率增加，過度沖洗又會使生物膜流失，延長濾池的恢復(fù)時間。在實際運行中，我們發(fā)現(xiàn)專利商提供給我們的反洗頻次不適應(yīng)日常運行需要，主要反應(yīng)在二級濾池，過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)，我們通過反復(fù)摸索，將硬性的反洗頻次改為以一、二級生物濾池的SS作為反洗指標(biāo)。通過對SS的觀察，制定出一二級濾池的反洗時間，一級濾池因負荷較大，沖洗時間在16～36小時，二級濾池沖洗時間在36～72小時。沖洗時由1名操作員在中控室遠程操作，1名操作員在現(xiàn)場指揮，根據(jù)沖洗的情況，增加汽沖、汽水聯(lián)合沖洗、水漂洗的強度和時間。如遇濾池堵塞嚴(yán)重時，可增加到兩臺鼓風(fēng)機、兩臺水泵聯(lián)合沖洗，但要防止因強度過大造成沖洗池漫水，每次沖洗的時間通常在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

（1）具有較高的生物濃度和較高的有機負荷。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環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定運行，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內(nèi)微生物量遠遠大于活性污泥法中的微生物量（可達10～15g/l），高濃度的微生物量使得BAF

的容積負荷增大，減少了池容積和占地面積，使基建費用大大

降低。

（2）工藝簡單、出水水質(zhì)好。由于濾料的機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15mg/l。因進行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性較高。有時即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理作用機理仍可保證高質(zhì)量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，同時可用于回用。

（3）抗沖擊負荷能力強。由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時無污泥膨脹問題。

（4）氧的傳輸效率高。曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%-30%，曝氣量明顯低于一般生物處理。其主要原因是：1因濾料粒徑小，氣泡在上升過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氣泡在上升過程中，由于濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經(jīng)過濾料的縫隙，延長了其停留時間，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、啟動快。BAF調(diào)試時間短，一般只需7～12天，而且不需接種污泥，采用自然掛膜馴化。由于微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運行管理簡單。BAF在短時間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉運行，一旦通水并曝氣，可在很短時間內(nèi)恢復(fù)正常運行，這一特點說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，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)勢菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發(fā)生。

（7）自動化程度高。由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進的自動化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、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)運行管理自動化得以順利實現(xiàn)。

曝氣生物濾池系統(tǒng)可以對進水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測，并通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時間的長短，控制風(fēng)機的供氧量，做到優(yōu)化運行，PLC系統(tǒng)對濾池進行自動反沖洗。

3.2.2 BAF工藝的缺點是需要定期反沖洗

隨著過濾的進行，濾料表面新產(chǎn)生的生物量越來越多，截留的SS不斷增加，在開始階段濾池水頭損失增加緩慢，當(dāng)固體物質(zhì)積累達到一定程度，使水頭損失達到極限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時就必須對濾池進行反沖洗，以除去濾床內(nèi)過量的微生物膜及SS，恢復(fù)其處理能力。