曝氣生物濾池技術在污水及中水處理中的應用

摘要：曝氣生物濾池（BAF）在污水及中水處理中逐漸得到大量的推廣應用，以其為代表的膜生物技術是今后污水及中水處理的主要發展方向。文章對曝氣生物濾池技術進行了介紹，并對其主要特點加以分析，為曝氣生物濾池技術的推廣應用提供了理論依據。

關鍵詞：污水處理；中水處理；曝氣生物濾池；生物膜法；濾料 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）18-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.050

1 曝氣生物濾池簡介

曝氣生物濾池（簡稱BAF）是一種先進的污水處理技術，兼有生物化學反應和過濾雙重功能。主要的工藝特點是在濾池中填裝一種特殊要求的粒狀濾料，使濾料表面生長出大量微生物，形成了一層生物膜。在濾料底部通入壓縮空氣（稱為工藝用氣），提供微生物降解污水中污染物質所需的氧。當污水（如生活污水、城市污水和某些工業廢水）中含有較多的懸浮固體物質，在進入曝氣生物濾池前，需采用預處理，減少污水中懸浮固體物質的含量，以免濾池過快地被堵塞，常用的預處理方法有沉淀和氣浮等。污水通過濾料層，污水中的溶解性有機物和氨氮，可被微生物降解去除，不溶性的顆粒物被過濾去除。沿水流方向，進水端具有大量異氧菌，能快速降解有機物，去除COD、BOD5；出水端存在大量固著的硝化菌，不受泥齡的限制，可產生效果很好的硝化作用，去除氨氮，得到高質量的出水。曝氣生物濾池經過一段時間的運行，由于微生物的增長和濾料層中截留了大量進水中的懸浮物，使生物膜變厚，濾料層中的孔隙逐漸被堵塞，引起水頭損失增加。通過設在池底的反沖系統進行氣、水聯合反沖，去除多余的生物膜，可使濾池恢復功能正常工作。利用部分出水作為反沖用水，反沖出水返回處理系統，再進行處理。

曝氣生物濾池用于污水處理在國內外已有應用，處理的效果與采用濾料的性質有很大的關系，濾料除了要求有一定的強度、耐水性、耐腐蝕性外，還要求具有較大的比表面積（單位重量濾料具有的總表面積，包括外表面積和內孔表面），可提高濾料層中生物化學反應的速率；密度小，可使反沖洗容易；空隙率大，可使濾料層中能容納的微生物量大，提高處理效果，加長反沖洗周期；表面粗糙，使微生物容易固著；具有大孔結構，使微生物能進入到濾料顆粒的內部，增大實際有用的比表面積。

曝氣生物濾池要求進水的SS濃度不能太高，一般不應高于100mg/L，否則會導致濾料層很快被堵塞，縮短運行周期，反沖洗頻繁，故在曝氣生物濾池前一般需設置如沉淀池和氣浮池等的去除SS的設備。曝氣生物濾池還要求進水有機物濃度不能太高，因為有機物在生物降解過程中會引起微生物繁殖，產生大量污泥，也會很快使濾料層堵塞，一般要求進水中的BOD5不超過400mg/L左右。但曝氣生物濾池卻特別適用于低濃度的污水處理，不受進水濃度低的限制，如可用作給水處理中的受微污染水源水的預處理，去除水中微量的氨氮和有機物，這是曝氣生物濾池很突出的一個特點。活性污泥法則相反，不適合用作低濃度污水的處理，一般認為若進水BOD5小于約60mg/L，微生物得不到足夠的食料，難于繁殖，形成不了大量絮凝性能良好的活性污泥，使污水處理難以進行。

2 曝氣生物濾池應用于污水處理的技術經濟特點

2.1 處理效果

曝氣生物濾池較適用于濃度較低且B/C值較高的污水處理，與其他污水生物處理工藝相比，曝氣生物濾池兼有生物化學反應和過濾雙重作用，對去除COD、BOD5、NH3-N、SS或濁度的效果都要比一般的生物處理的好，出水濁度低于5NTU，外觀接近于自來水，但對去除TN和TP的效果則較差。若要提高去除TP的效果，可在曝氣生物濾池的進水中投加鋁鹽或三價鐵鹽，生成鋁或鐵的磷酸鹽沉淀，通過過濾除去。若要進一步去除TN，則需采用較為復雜的A/O型曝氣生物濾池或附加其他措施，曝氣生物濾池的優勢就會相對減小。

目前污水處理出水水質執行的標準或規范有三種：《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）是針對城鎮污水處理廠排放的污水；《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）是針對其他各種污水；《污水再生利用工程設計規范》（GB 50335-2002）是針對各種不同用途的回用水。其中只有前一個標準GB 18918-2002中的一級標準對TN有要求，后兩個標準或規范除景觀用水外，對TN都無要求，故曝氣生物濾池只要不用在城鎮污水處理出水要求執行一級排放標準或要求出水回用作為景觀用水，處理效果都是很容易保證的。

曝氣生物濾池耐低溫的能力較強，受冬季水溫下降的影響小，且耐沖擊負荷，出水水質較穩定，設備啟動快，一般只需約10天就能完成微生物培養，使設備正常工作，而且能適應長時間的間歇運行，即使停止進水數月，也可使微生物保持有一定的活性，一旦再進水恢復工作的速度很快，這是采用其他污水處理工藝難于做

到的。

曝氣生物濾池用作深度處理，除了可進一步去除COD、BOD5、SS或濁度外，還可以去除NH3-N，而采用傳統的混凝沉淀和過濾方法，則基本上無去除NH3-N的

效果。

2.2 經濟性

若要求污水處理的出水達到排放標準的要求（執行GB 18918-2002中的一級標準除外），曝氣生物濾池的投資費用與一般的污水處理工藝相比，無十分明顯的優勢，但運行費用會有顯著的降低。若要求污水經處理后達到回用水的水質標準，無論是曝氣生物濾池作為二級處理或深度處理，投資費用和運行費用較一般的污水處理工藝都會有很顯著地減少，因為一般的生物二級處理工藝的出水水質難于達到回用水的水質標準，必須附加其他費用較高的深度處理工藝。

2.3 占地面積

與其他污水生物處理工藝相比，曝氣生物濾池的設備容積要小很多，且不需要二次沉淀池，占地面積要少得多。

2.4 管理方便

曝氣生物濾池運行十分平穩，在運行中不需要經常進行水質監測，調整運行參數，操作簡單。濾池的反沖洗是該工藝較為繁雜的一項工作，這可采用自動化控制來解決，故曝氣生物濾池的管理是十分方便的，可減少管理人員。

2.5 衛生和景觀

曝氣生物濾池設備的容積較小，與空氣接觸的表面積很少，僅有微弱的異味產生，屬污水生物處理中衛生條件最好的。由于曝氣生物濾池的容積小，可置于室內，故采用曝氣生物濾池污水處理工藝，在地面上除建筑物和草坪外，見不到龐大的鋼筋混凝土池子，具有十分良好的衛生條件和景觀。

3 結語

曝氣生物濾池與其他污水處理工藝相比，在技術經濟上具有各種明顯的優勢，特別是用作回用水的處理，這些優勢格外明顯，故將曝氣生物濾池用作污水及回用水處理是該項技術今后的主要發展應用方向。

參考文獻

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[3] 李亞峰，賈新軍，邵茁，等.曝氣生物濾池沿濾層高度的工作性能[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2007，23（5）.

作者簡介：李小軍（1980-），男，甘肅隴西人，甘肅金橋水科技（集團）股份有限公司工程師，研究方向：市政及工業水處理。

（責任編輯：黃銀芳）