曝氣生物濾池的運行管理

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(jī)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(hù)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(jìn)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(bǔ)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(dá)到沿海城市國家二級排放水標(biāo)準(zhǔn)，排入大海。為達(dá)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(bǔ)水。

（2）規(guī)模：污水深度處理裝置進(jìn)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(jī)刮至集泥槽，從而達(dá)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)、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(fù)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(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時間短，出水水質(zhì)好等特點。可廣泛用于水體富營養(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(jī)物進(jìn)行降解，并靠濾料對懸浮物進(jìn)行截留。時間一長，濾阻增大，需對濾池進(jìn)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(fù)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(yuǎn)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(qiáng)度和時間。如遇濾池堵塞嚴(yán)重時，可增加到兩臺鼓風(fēng)機(jī)、兩臺水泵聯(lián)合沖洗，但要防止因強(qiáng)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(jī)負(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性污泥法中的微生物量（可達(dá)10～15g/l），高濃度的微生物量使得BAF

的容積負(fù)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(jī)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(jìn)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(jī)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(fù)荷能力強(qiáng)。由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)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(dá)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(jìn)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(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進(jìn)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(jī)的供氧量，做到優(yōu)化運行，PLC系統(tǒng)對濾池進(jìn)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(jìn)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(dá)到一定程度，使水頭損失達(dá)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(jìn)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。