“BAF-混凝”工藝處理生化尾水的調試及運行研究

蔡國飛，李 棟，蔣和凱，王智寧，潘興華，趙選英，戴建軍

(1.池州南環環保科技有限公司，安徽 池州 247100；2.江蘇南大華興環保科技股份公司，江蘇 鹽城 224000)

BAF(生物濾池)工藝是生物膜法處理污水的傳統工藝，特點是微生物附著生長在填料表面，形成的生物膜吸附轉化與其接觸的廢水，達到凈化污水作用。混凝工藝作為一種物化處理方法，被廣泛使用，是廢水處理中的重要的工藝過程[1]。由于目前工業廢水普遍存在嚴重的氮、磷污染，這類營養物質排入湖泊等水流緩慢的水體，會導致藻類大量繁殖，即“富營養化”現象[2]。

在“BAF-混凝”工藝中將硝化-反硝化生物脫氮的原理應用到BAF工藝，同時組合生物膜反應器的運行方式，使其具備生物脫氮能力，再在出水端采用混凝工藝，通過投加絮凝藥劑進行化學除磷，從而使整個工藝具備脫氮除磷的能力，下面以我單位目前正調試的項目為對象，考察整個工藝的脫氮除磷性能。

1 項目概況

該項目所在的公司污水站采用“水解+A/O”工藝，缺少對總氮和總磷的有效處理單元，同時廢水中總氮和總磷含量高，設計采用“BAF-混凝”工藝對生化尾水進行處理，處理工藝如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

設計進出水水質情況如表1所示。

表1 設計進出水水質表

各構筑物主要設計參數為：

BAF濾池：共四個罐子，1#、2#為反硝化罐、3#、4#為硝化罐；水力停留時間12 h，其中硝化6 h，反硝化6 h；生物填料材質為聚氨酯，規格為50×50×50(大孔)，空隙為10～20 ppi。

混凝沉淀池：水力停留時間8 h；前端設置混凝段，采用機械攪拌；后端設置為斜板沉淀[3-4]。

2 啟動、調試過程

“BAF-混凝”由兩套獨立工藝構成，即生物濾池和混凝沉淀系統，因此需要對這兩部分分別進行啟動。首先，將一定量市政污水廠的新鮮污泥作為接種污泥注入生物濾池罐體內，再加入消防水進行培養，每日向罐體中加入甲醇、磷酸氫二鈉、醋酸鈉和尿素等營養物質進行掛膜培養，其中1#罐、2#罐聯合循環掛膜，3#罐、4#罐進行悶曝培養，兩周后開始將污水站生化出水小流量排入BAF系統中，從而馴化反硝化菌種[5-6]。

從 BAF四個罐體不同高度取得生物填料，觀察到其表面已附著上一層生物膜，膜層連片生長，表明BAF掛膜完成。待BAF掛膜成功時，將BAF和混凝沉淀連接起來進行正常走水。

調試階段，因BAF進水水質波動、進水水量不定的情況下，每日調整甲醇(濃度為99.9%)的投加量，調控進水水質的C/N比。混凝工藝的調試過程先進行燒杯實驗，分別對不同投加量的PAC、PAM進行混凝沉淀實驗，進而確定混凝藥劑PAC和PAM的最佳投加量分別為20 mg/L和10 mg/L。

3 結果與討論

3.1 脫氮性能

圖2 “BAF-混凝”體系對總氮的去除效果

對總氮的去除效果如圖2所示，BAF進水總氮平均值為100 mg/L，混凝出水總氮平均值為8.5 mg/L，平均去除率為90%。可見，雖然進水總氮波動較大，通過調整甲醇投加量，保持調試期間進水有足夠的C/N比，從而保證反硝化段有足夠的碳源，“BAF-混凝”體系對于總氮的去除效果是穩定的。

3.2 除磷性能

體系對總磷的去除規律如圖3所示。BAF進水總磷濃度較低，平均值為0.75 mg/L，混凝出水總磷平均值為0.3 mg/L，去除率為60%。選取第10天的數據進行分析，BAF進水總磷濃度為0.96 mg/L，經過生物濾池出水總磷濃度為0.81 mg/L，生物濾池去除總磷的效果不明顯。通過將BAF濾池出水自流至混凝沉淀池，在機械攪拌下投加20 mg/L的PAC和10 mg/L的PAM后，再經由斜板沉淀，可以改善除磷的效果，混凝出水總磷濃度降低至0.33 mg/L，這說明“BAF+混凝沉淀”體系具備一定的同步除磷功效。

圖3 “BAF-混凝”體系對總磷的去除效果

3.3 對COD去除特性

圖4 “BAF-混凝”體系對COD的去除效果

從圖4可以看出，調試期間原污水站BAF進水水質存在較大的波動，導致混凝出水COD濃度隨之波動，為提高BAF體系的脫氮功能，在BAF進水的引水罐中投加甲醇，提高生物濾池的進水COD濃度，從而控制進水的C/N比。從整體上來看，BAF進水COD為60～138 mg/L，平均為90 mg/L，混凝出水濃度基本穩定在90 mg/L以下，平均為60 mg/L，平均去除率為30%，通過生化濾池和混凝沉淀的處理，原廢水中的可生化性物質亦可進一步降解。由此可見，“BAF+混凝沉淀”體系具有一定的生化作用，在脫氮除磷的同時還能夠進一步降解廢水中的COD。

4 結論

(1)“BAF-混凝”工藝對總氮、總磷、COD的平均去除率分別為90%、60%和30%，平均出水濃度分別為8.5 mg/L、0.3 mg/L和60 mg/L，出水水質滿足GB 18918-2002中一級B排放標準。

(2)總氮主要在BAF中被去除，總磷主要在混凝沉淀中被去除。該系統采用反硝化去除總氮以及混凝沉淀脫除總磷，強化脫氮除磷的功效，具備出水水質好，抗負荷高的特點，適用于污水站尾水對總氮以及總磷指標的有效把控。

(3)本項目經調試后，達到了設計處理要求。BAF工藝具有靈活的模塊化設計、占地面積小、運行成本低以及效果穩定等特點，是一種有較好應用前景的污水處理工藝。