污水处理技术“十八罗汉” （六）

 

 

 

       曝气生物滤池（biological aerated filter）简称BAF，是80年代末 90年代初在普通生物滤池的基础上，并借鉴给水滤池工艺而开发的一种新型生物膜法污水处理工艺，此工艺综合了传统生物膜法工艺和快滤池工艺的运行特征，被称为第三代生物膜法工艺。

       其基本原理包括四个部分：

       1、反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解作用；

       2、滤料及微生物膜的吸附阻留作用；

       3、沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用；

       4、微生物膜内部微环境的反硝化作用。

       曝气生物滤池是充分借鉴污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，将生物降解与吸附过滤两种处理过程合并在同一单元反应器中。以滤池中填装的粒状填料（如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等）为载体，在滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜，当污水流经时，利用滤料上所附生物膜中高浓度的活性微生物的强氧化分解作用以及滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用，实现污染物的有效清除，同时利用反应器内好氧、缺氧区域的存在，实现脱氮除磷的功能。

 

 

 

       曝气生物滤池内装填有高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，废水由上向下或者由下往上流过滤料层，滤料层下部设有鼓风曝气，空气与污水逆向或者同向接触，使污水中的有机物与填料表面的生物膜发生生化反应得以降解，填料同时起到物理阻截作用。

       其突出特点是在初级强化处理的基础上将生物氧化与过滤结合在一起，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。

 

 

       单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/L），高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷加大，同时，由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不如传统活性污泥那么敏感，且无污泥膨胀问题。进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大大降低。

 

       由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水SS很低，一般不超过10mg/L，因此可省去二沉池，进而降低基建费用。

       因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可回用于生产。

 

       曝气生物滤池中氧的利用率可达20%～30%，曝气量明显低于一般生物处理。

 

       BAF调试时间短，一般只需7～12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

 

       BAF滤池为半封闭或全封闭构筑物，其生化反应受外界温度影响较小，适合于寒冷地区进行污水处理；

       滤池运行过程中通过反冲洗去除滤层中截留的污染物和脱落的生物膜，无需二沉池，简化了工艺流程，采用模块化结构设计，使运行管理更加方便。

       此外，曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

 

       通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且具有较好脱氮功能。

 

       减少了污水厂异味，无污泥膨胀问题，无需污泥回流。

 

       曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能。

 

       MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等，按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

       MBR污水处理是现代污水处理的一种常用方式，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉了传统工艺中的二沉池，可以有效进行固液分离，得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，强化了生物反应器的功能，工艺剩余污泥少，有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小且水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，维持较高的降解效果。

       70年代在美国、日本、南非和欧洲许多国家就已开始将膜生物反应器用于污水和废水处理的研究工作。其水源取自生活污水（如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等）和冷却水，经过多年的发展运用，现已成熟用于与市政污水和工业废水的生化处理及中水回用中。

 

 

 

       废水经过调节池均匀水量水质后，经过提升泵进入缺氧池，在缺氧池中进行反硝化和COD降解，经过处理后废水进入膜生物反应池，在膜生物反应池中，在曝气作用下，好氧微生物进行有机污染物的降解和硝化脱氨作用，经过降解后废水被膜组件抽吸，进入中水回用池，进行中水回用，而活性污泥和其他菌胶团则被截留在反应池中，继续降解废水中的有机微生物，过多的活性污泥一部分回流至缺氧池，另一部分外排。

 

 

       由于膜的分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得良好的出水水质。

 

       该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

 

       设备紧凑，占地面积小，不受设置场合限制。

       由于生物反应器内将污泥浓度提高了2～5倍，容积负荷可大大提高，而且用膜组件代替了二沉池和过滤设备，因此，占地面积可大为减少；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

 

       由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

 

       操作管理方便，易于实现自动控制。

       该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

 

       该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。

 

       有效从水或废水中除去悬浮物，固、液的分离实现了一体化。