曝氣生物濾池在污水處理中的應用

馬利君

摘要：曝氣生物濾池是一種常見的污水處理技術，能夠去除多種有害物質，具有出水水質好、效率高、節能、成本低等優點，因此在污水處理中得到了廣泛應用。本文首先對曝氣生物濾池進行了概述，然后重點研究了其在污水處理中的應用，希望能為我國污水處理提供一些參考。

關鍵詞：污水處理;曝氣生物濾池;生物膜處理工藝

引言

曝氣生物濾池簡稱 BAF，是歐美在 20 世紀 80 年代末開發的一種新型生物膜法污水處理工藝，與傳統的污水處理工藝相比，其具有非常明顯的占地小、成本低、效率高等優點，近年來在我國不少污水處理廠中得到了越來越多的應用，處理城鎮污水、工業廢水及農村污水等的效益非常顯著。本文擬對曝氣生物濾池在污水處理中的應用進行研究，以供參考。

1 曝氣生物濾池概述

1.1曝氣生物濾池的原理

曝氣生物過濾池本質上是固、液、氣共存的生物膜處理工藝，屬于新興的將接觸氧化和過濾相結合的廢水需氧生物處理技術，也可以說是普通生物濾池的變形方式。其核心技術是應用多孔過濾材料，并作為污水處理的生物載體。在曝氣生物濾池的頂部設置布水系統，將污水均勻分配到過濾材料表面，液滴狀污水與氧氣完全接觸。通過附著-脫附-再附著在過濾器表面，微生物最終形成一個穩定的生物膜，不再繼續分離。由于細胞膜中有有氧區和缺氧區，活性較高，一旦污水通過生物細胞膜，污染物就可以成功去除。系統中的污水，從上到下通過過濾材料，然后在系統中回收，或從機組底部排出。曝氣生物濾池的單位體積生物量數超過了活性污泥法的幾倍，同時，曝氣生物濾池中使用的填料體積小，過濾效果強，水不需要沉淀。在曝氣過程中，氣泡的行程和氣、液體的接觸時間都很長，通過對過濾材料的多次切割，可以大大提高氧氣利用效率，降低能耗。總體而言，曝氣生物濾池體積小、工藝流程簡單、菌群結構合理、處理負荷高、處理效果好、耐沖擊負荷、不需二沉、溫度影響小等優點，具有廣闊的市場應用前景。

1.2曝氣生物濾池的優勢與不足

（1）優勢

曝氣生物濾池（BAF）充分借鑒了接觸氧化法和快速給水濾池兩種污水處理技術的設計思路，其主要優點如下：一是生物量高于活性污泥法，其濾料呈顆粒狀、粗糙、多孔，非常有利于更多微生物的附著生長，保證了反應器內生物量的有效維持。二是具有給水快濾池的技術特點，處理流程短，不僅可以快速有效地去除污水中的懸浮固體 （SS），而且不需要二沉，因此整體基礎設施投資相對較低。三是菌群結構合理，在曝氣生物濾池的污水流中，可以形成多種優勢生物菌種，在同一容器內進行有機物降解、硝化反硝化。四是抗沖擊負荷能力強，能更好地適應水質、水量和環境的變化。第五，單獨設置回流或反硝化階段，脫氮效果也很好。

（2）不足

首先，對進水SS要求高，需要嚴格的預處理，否則會堵塞濾料，增加使用風險。第二，過濾器應定期反沖洗，以去除過濾層中截留的懸浮固體和脫落的生物膜，同時洗掉濾料上老化的生物膜。反洗時需要停止曝氣生物濾池的運行，恢復運行需要一段時間。特別是進水懸浮物較多的情況下，反沖洗次數會較多，會縮短過濾器的運行周期，增加運行成本。三是生物除磷效果不理想，需要化學方法輔助除磷過程。四是濾池產生的污泥無機成分高，難以充分消化利用。

2曝氣生物濾池在污水處理中的應用

2.1濾料的科學選擇

濾料是生物膜的載體，是曝氣生物濾池的核心部件，具有截留懸浮物的功能，對曝氣生物濾池的性能影響很大。過濾介質作為微生物生長和附著的場所，在污水處理過程中可以促進微生物的增殖和更新。而且污水也流經濾料，經過濾料后水質會有很大的改善。進水中的一些懸浮固體將被過濾材料截留在表面或縫隙中。鑒于濾料的這一功能，在選擇濾料時，應根據進水水質和污水廠的實際情況，優先選擇相對合適的濾料，如取材方便、比表面積大、孔隙率大、重量輕，具有一定的機械強度，成本低廉等，從而達到降低成本，提高效率的效果。目前常用的濾料主要是顆粒濾料、不規則多孔濾料、蜂窩或波紋板濾料，其中蜂窩或波紋板濾料是新型濾料，其制造原料主要是FRP或塑料，耐久性較高。

2.2合理設置氣水比

對于曝氣生物濾池來說，其運行過程中氣水比數據的設置非常關鍵，直接影響濾池的運行效果。曝氣不僅能為微生物提供溶解氧，還能快速擴散有機物與微生物的相互作用產物，減少濾料的堆積，促進生物膜的及時脫附。相關研究表明，如果氣水比過低，會嚴重影響有機物的溶解效果;如果過高，沖刷強度會過高，影響有機物的降解，增加能耗。實踐證明，最適宜的氣水比為3：1，最佳水溫為15℃。確定氣水比后，檢查水路和氣路是否通暢，然后進行填料和掛膜。一般來說，自然形成生物膜更適合夏季使用，對水中生化成分含量要求較高;接種和生物膜形成更適合水中可降解微生物少的情況。生物膜的形成大約需要一個月的時間才能完成，只有當可降解有機物的去除率達到20% ～ 30%時，才能認為掛膜完成。

2.3加強運行維護

曝氣生物濾池在運行過程中，生物陶粒濾池會受到微生物敏感性的影響，因此需要加強管理與維護。一是要保證過濾池的水環境良好，防止因過濾池負荷變化大而導致過濾器運行不穩定。同時要保證穩定充足的供氣，因為溶解氧是細菌生長的必要條件，只有充足的曝氣才能促進其生長。反沖洗應嚴格按照相關規范的要求進行，反沖洗過程中，由于工程處理量大、時間長，應做好規劃和安排，確保池的有效性。為了增加曝氣生物濾池的運行周期，減少反沖洗次數和能耗，最好采用BAF工藝對水進行預處理，減少雜質和 SS 進入曝氣生物濾池。

結語

與傳統的污水處理技術相比，曝氣生物濾池具有明顯的優勢，能夠最大限度地發揮污水處理的效益，因此在污水處理中具有廣闊的應用前景，然而，曝氣生物濾池仍存在一些問題需要進一步研究解決。在具體應用中，要結合實際情況，進行合理應用，并在實踐中不斷探索總結，使曝氣生物濾池的各方面性能都能不斷提高，才能更好地發揮其在污水處理中的積極作用。

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