探討曝氣生物濾池在污水處理中的運用

林明LIN Ming

（沈陽航天三菱汽車發(fā)動機制造有限公司，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80年代末90年代初發(fā)明的生物膜法污水處理技術，能有效地除去SS、COD、BOD等有害物質，其最大處理值可達到每天幾十萬噸，且逐步發(fā)展為可以脫氮除磷，目前，在歐美國家已經被廣泛地運用，具有較強的實用性。

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，因此在濾池內能夠曝氣，當污水經過時，就能給利用濾料氧化降解作用達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。當曝氣生物濾池開始運作時，污水可以自上而下或自下而上地流動，當污水流動經過濾池的濾層時，濾層下方的鼓風機也隨之開始產生曝氣，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污染物進行升華反應，有機污染物降解，這個作用是以生物氧化降解反應為前提所進行的，而氧化降解作用還能有效地進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，不會再次進入水流，這一過程是利用截留技術實現(xiàn)的。曝氣生物濾池在運用過程中，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，布氣效果好且轉移氧的效率高；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，運行穩(wěn)定性好且耐低溫和沖擊負荷。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，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)定運行。

3 曝氣生物濾池在污水處理中的實際運用

沈陽航天三菱汽車發(fā)動機制造有限公司污水站采用生物陶粒濾池作為去除有機物的深度生物處理單元，處理乳化廢液預處理系統(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情況如圖1和表1所示。

表1 進水水質表

該系統(tǒng)采用二級生物濾池2座，鋼結構池體，池內填充陶粒填料。向上水流，微生物、填料、空氣和廢水呈完全混合狀態(tài)，進行COD和氨氮的降解，使水質得到進一步凈化。

3.1 啟動與掛膜 生物陶粒濾池按要求建設好構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、布水及布氣是否均勻正常，尤其是氣路，檢查是否能滿足正常進行曝氣及反沖洗的需要。一切合格后再裝填料并進行微生物的掛膜。

掛膜方法可以分為兩種，即自然掛膜和接種掛膜。當夏季水溫較高且進水水質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荷直到達到設計要求。如果水文較低或水中可講解的有機物較少時應當采用接種掛膜。在掛膜期間，每天應當監(jiān)測有機物濃度和氨氮，當CODcr去除率達到20%～30%或氨氮的去除率達到60%以上時，可認為掛膜完成，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行掛膜。

3.2 運行與維護 掛膜完成后，即進入正常運行階段。由于微生物對環(huán)境因素十分敏感，如果操作或管理不當將會影響生物陶粒濾池的運行效果，因此，需要注意以下幾方面：①穩(wěn)定運行。生物陶粒濾池雖然具有一定抗沖擊負荷的能力，但是如果長期運行不穩(wěn)定或負荷變動較大，將會影響微生物的活性，因此，應當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，不能經常出現(xiàn)曝氣不足或停止曝氣的情況。③嚴格按要求進行反沖洗。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，就會造成水質變差。如果過濾周期太短也會減少總產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，一定要按照設計要求定期進行反沖洗。

該生物曝氣系統(tǒng)投入運行后，水質凈化效果明顯，出水水質穩(wěn)定，占用場地少，運行費用低，出水水質情況見表2。

表2 出水水質表

4 總結

通過上面案例可以了解到，曝氣生物濾池在實際運用中有眾多的優(yōu)點，使污水處理能力達到了較高的水平。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不斷更新，積累了許多經驗。在實際的運用過程中，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，需要不斷地進行完善。

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