曝气生物滤池处理工艺及案例分析

曝气生物滤池是废水好氧生物处理的一种常见工艺，其优点是能提高普通滤池的负荷能力，强化供氧能力。今天，我们就来了解一下在水处理中曝气生物滤池的主要类型及处理工艺。

一、什么是曝气生物滤池

曝气生物滤池（biological aeratedfilter,BAF)属于生物处理的生物膜法范畴。该技术最早由法国CGE公司所属的OTV公司开发。BAF的最初形式为OTV公司于20世纪80年代末期开发出的BIOCARBONE工艺，该工艺以密度大于水的膨张板岩作为生物填料，水流上进下出，气水逆向，该工艺主要用于对城市污水有机物的降解和氨氮的去除。

二、 曝气生物滤池的结构

曝气生物滤池主要有以下三种基本结构：

1. BIOCARBONE生物滤池

该滤池的滤料为比重比水大的膨胀板岩或球形陶粒，结构类似于普通快滤池。经预处理的污水从滤池顶部流入，向下流出滤池，在滤池中下部进行曝气，气水处于逆流。在反应器中，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成硝态氮，另外由于在生物膜内部存在厌氧/兼氧环境，在硝化的同时能实现部分反硝化。

在系统无脱N要求的情况下，经处理后从滤池底部的出水可直接排出系统，其中一部分可留作反冲洗之用。如果有脱N要求，出水需进入下一级后置反硝化滤池，或回流至前端的前置反硝化滤池，同时需外加碳源供反硝化菌用。一般情况下，在单个BIOCARBONE滤池中不能同时取得理想的硝化/反硝化效果。

2. BIOSTYR生物滤池

BIOSTYR工艺是法国OTV公司对其原有BIOCARBONE的一个改进。其滤料为比重小于1的球形有机颗粒，漂浮在水中。经预处理的污水与经硝化的滤池出水按一定回流比混合后进入滤池底部。曝气在滤池中间进行，根据反硝化程度的不同将滤池分为不同体积的好氧和缺氧部分。在缺氧区，一方面反硝化菌利用进水中的有机物作为碳源，实现反硝化；另一方面，滤料上的微生物利用进水中的溶解氧和反硝化产生的氧降解BOD。

与此同时，一部分ss被截留在滤床内，这样便减轻了好氧段的固体负荷。经过缺氧段处理的污水进入好氧段，在好氧段微生物利用从气泡转移到水中的溶解氧进一步降解BOD、硝化、去除的ss。流出滤层的水经上部滤头排出，滤池出水除按回流比与原水混合进行反硝化及用作反冲洗外，其余均排出处理系统。

3. BIOFOR生物滤池

BIOFOR生物滤池是由法国Degremont公司开发出来的。BIOFOR与BIOSTRY相比不同的是采用密度大于水的滤料，自然堆积，滤板和专用长柄滤头在滤料层下部，以支撑滤料的重量；而BIOSTYR中的滤板和滤头在滤料层顶部，以抵抗滤料层的浮力。BIOFOR其余的结构、运行方式、功能等方面与BIOSTYR基本相同。

图2：BIOFOR生物滤池结构示意图

以上为曝气生物滤池主要的三种形式，在世界范围内都有应用，其中BIOCARBONE为早期形式，目前大多采用BIOSTRY和BIOFOR。在国内，BIOSTRY和BIOFOR工艺均有应用，而以BIOFOR工艺为主，另外还有与BIOFOR工艺类似的UBAF工艺。

三、工艺原理

目前国内流行的曝气生物滤池形式是20世纪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BIOFOR工艺。该工艺最初用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处理，并派生出许多以曝气生物滤池为主体工艺的多种组合形式，组合工艺现已用于生活污水的处理，还可以用于工业废水以及饮用水微污染的处理。

随着水体富营养化的日趋加剧，污水排放要求越来越严格，对污水的排放要求除磷脱氮。按照污水处理要求的不同，可将BAF工艺分为以下几类：除碳工艺；除碳/硝化工艺；除碳/硝化/反硝化工艺；除碳/除磷/脱氮工艺；反硝化/（除碳、硝化）工艺。

对于除碳工艺，其主要目的是去除污水中的碳化有机污染物。曝气生物滤池去除污水中碳化有机物的原理，在于反应器内滤料上附着的微生物膜吸附、氧化分解水中碳化有机物的作用，以及滤料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物链的分级捕食作用。

四、 案例分析

江苏徐州某啤酒厂年产6万吨啤酒，废水处理规模2,500t/d，废水处理工艺流程详见图3。

废水首先进入调节池进行水质、水量调节，调节池出水由泵提升进入水解酸化池。在水解酸化池中大分子有机物在水解酸化菌的作用下，被分解为好氧微生物易于吸收的小分子有机物，同时固体有机物分解成溶解性有机物，为后续BAF的生化过程创造条件。水解池出水被提升至BAF反应器，进行除碳主反应，其出水即可达标排放。