一文看懂曝氣生物濾池的原理 構(gòu)型 效能影響因素
生物膜工藝在廢水處理中的應(yīng)用具有悠久的歷史,。早在1914年,，活性污泥法發(fā)明之前，生物膜法就已經(jīng)應(yīng)用于廢水處理,。該工藝快發(fā)應(yīng)用以來,，一直受到各國研究者的重視。通過不斷研究,，該工藝由低負(fù)荷生物濾池,、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池（第一代生物膜工藝）等足部發(fā)展到生物接觸氧化法,、淹沒式生物濾池,、生物流化床（第二代生物膜工藝）等各種工藝。直到上世紀(jì)八十年代末到九十年代初,，第三代生物膜工藝——曝氣生物濾池（BiologicalAeratedFilter,簡稱BAF）,。
該工藝最初用于污水的三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理,。目前,，在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家廣為流行,，目前世界上有3500多座污水處理廠使用該工藝,。在我國該工藝漸漸用于污水處理。
分類
根據(jù)處理功能的不同又可分為：
以有機(jī)物去除為目標(biāo)的DC-BAF：用于可生化性較好的工業(yè)廢水和對(duì)氨氮沒有特殊要求的生活污水,，主要去除污水中碳化有機(jī)物和截留污水中的懸浮物,，即去除BOD,、COD、SS,。
以硝化去除為目標(biāo)的N-BAF：適用于僅需要進(jìn)行硝化反應(yīng)的場合（排放標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)氨氮有做要求而總氮?jiǎng)t無規(guī)定）,。該工藝供氣較為充足，整個(gè)濾池處于好氧狀態(tài),，微生物以自養(yǎng)性硝化菌為主,。
以脫氮去除為目標(biāo)的DN-BAF：適用于出水對(duì)總氮有要求的場合。該濾池不設(shè)曝氣管道,，濾池處于厭氧狀態(tài),，在厭氧條件下，NO3-N和NO2-N在哦硝化菌的作用下被還原成N2,。
以脫氮除磷去除為目標(biāo)的NP-BAF：通過投加化學(xué)除磷藥劑來完成濾池除磷,。在濾料作用下誘發(fā)絮凝，沉淀物截留在濾床上,，通過周期性的反沖洗,，將磷排除系統(tǒng)外，達(dá)到除磷的目的,。剩余污泥增加量為15%-50%,。
工藝原理
生物濾池凈水原理是濾池內(nèi)濾料上生長的生物膜中微生物氧化分解作用，濾料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用,。
污水流經(jīng)濾料時(shí),，濾料表面附著生長高活性的生物膜，濾池內(nèi)部曝氣,。待生物膜成熟后,，污水中的有機(jī)污染物被生物膜中的微生物吸附、降解,，從而得到凈化,。生物膜表層生長的是好氧和兼性微生物，有機(jī)污染物經(jīng)微生物好氧代謝而降解,，終點(diǎn)產(chǎn)物是H2O,、CO2、NO3等,。由于氧在生物膜表層已耗盡,，生物膜內(nèi)層的微生物處于厭氧狀態(tài)，進(jìn)行的是有機(jī)物的厭氧代謝,，終點(diǎn)產(chǎn)物為有機(jī)酸、乙醇,、醛和H2S,、N2等,。濾料自身對(duì)污水中的懸浮物具有截留和吸附作用，另外經(jīng)培菌后濾料上生長有大量微生物,，微生物的新陳代謝作用產(chǎn)生的粘性物質(zhì)如多糖類,、酯類等起到吸附架橋作用，與懸浮顆粒及膠體粒子粘結(jié)在一起,，形成細(xì)小絮體,，通過接觸絮凝作用而被去除。
由于微生物的不斷繁殖,，生物膜逐漸增厚,，超過一定厚度后，吸附的有機(jī)物在傳遞到生物膜內(nèi)層的微生物以前,，已被代謝掉,。此時(shí)，內(nèi)層微生物因得不到充分的營養(yǎng)而進(jìn)人內(nèi)源代謝,，失去其粘附在濾料上的性能,，脫落下來隨水流出濾池，濾料表面再重新長出新的生物膜,。
構(gòu)造
曝氣生物濾池的主要構(gòu)造包括池體,、濾料、承托層,、布?xì)庀到y(tǒng),、布水裝置、反沖洗裝置,、排水系統(tǒng),。
①池體：
其作用是容納被處理水和圍擋濾料，并承托濾料和曝氣裝置的重量,。其形狀有圓形,、正方形和矩形(長寬比為1.2~1.5)三種，結(jié)構(gòu)形式有鋼制設(shè)備（處理水量?。┖弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)（處理水量大）等,。為保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100m2）,。+
②濾料：
是生物濾池的主體,，對(duì)生物濾池的凈化功能有直接影響。因此濾料需具備質(zhì)堅(jiān),、高強(qiáng),、耐腐蝕、抗冰凍，較高的比表面積,，較大孔隙率,，且能就地取材，便于加工,、運(yùn)輸?shù)葪l件,。材質(zhì)可用輕質(zhì)陶粒、爐渣,、石英砂,、焦炭、沸石等,，以圓形陶粒為佳,。粒徑為3-6mm，濾層厚度約2.5-4.5m,。
③承托層：
作用是支撐濾料,，防止濾料流失和堵塞濾頭，同時(shí)還要保持反沖洗穩(wěn)定進(jìn)行,。為保證承托層的穩(wěn)定和配水的均勻性,，要求材質(zhì)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，其形狀盡量接近圓形,，常用材質(zhì)為卵石,。
④布水系統(tǒng)：包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。
對(duì)于上流式濾池,，配水室的作用是使某一短時(shí)段內(nèi)進(jìn)入濾池的污水均勻混合,，依靠承托濾板和濾頭的阻力作用是污水在濾板下均勻、均質(zhì)分布,，并通過濾板上的濾頭均勻流入濾料層,；除了濾池正常運(yùn)行布水外，也可作為定期對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗時(shí)布水用,。對(duì)于下流式濾池,，該布水系統(tǒng)主要用作濾池反沖洗布水和收集凈化水用。
配水室組成：緩沖配水區(qū)和承托濾板,。緩沖配水區(qū)初步混勻污水,，然后依靠承托板的阻力作用使污水在濾板下均勻、均質(zhì)分布,，并通過濾板上濾頭將污水均勻送入濾料層,。緩沖配水區(qū)在水氣聯(lián)合反沖洗時(shí)起到均勻配氣作用。
配水濾頭：其作用是向?yàn)V池均勻配水,。
⑤布?xì)庀到y(tǒng)：工藝布?xì)庀到y(tǒng)（充氧曝氣）和進(jìn)行氣-水聯(lián)合反沖洗時(shí)的供氣系統(tǒng)（反沖洗曝氣）,。
工藝布?xì)庀到y(tǒng)：保持曝氣生物濾池中充足的溶解氧并維持濾池內(nèi)生物膜高活性,。曝氣生物濾池一般采用鼓風(fēng)曝氣形式，空氣擴(kuò)散系統(tǒng)一般有穿孔管空氣管空氣擴(kuò)散系統(tǒng)和專用空氣擴(kuò)散系統(tǒng)兩種,，該裝置（EPT）按一定間隔安裝在空氣管道上,，距承托板約0.1~0.15m,，空氣通過擴(kuò)散器并流過濾料層是可達(dá)30%以上的氧利用率,，且不易堵塞。
⑥反沖洗系統(tǒng)：由反沖洗供水系統(tǒng)和反沖洗供氣系統(tǒng)組成,。
采用氣-水聯(lián)合反沖洗,，目的是去除濾池運(yùn)行過程中界留下的各種顆粒、膠體污染物及老化脫落的微生物膜,。聯(lián)合反沖洗系統(tǒng)的配水配氣是通過濾板及固定其上的長柄濾頭實(shí)現(xiàn),。反沖洗時(shí)，反沖洗進(jìn)氣與濾板下形成氣墊層,，隨后空氣便從長柄濾頭上端的進(jìn)氣孔進(jìn)入,，反沖洗水則由長柄濾頭下端進(jìn)水孔進(jìn)入。
反沖洗過程一般分為三步：氣洗,、氣水同時(shí)反洗,、水漂洗。氣洗目的是松動(dòng)濾料層,，使濾料層膨脹,。氣洗強(qiáng)度一般為10~15L/(m2*S)，時(shí)間為5min,。氣水同時(shí)反洗目的是將濾料上截留的懸浮物和老化的生物膜沖洗出去,，水洗強(qiáng)度為5.0~8.5L/(m2*S)，時(shí)間為5~8min,。水漂洗目的是將濾料上表面的懸浮物和老化的生物膜沖洗出去,，時(shí)間為為5~8min。濾層膨脹率約為10%,。
⑦出水系統(tǒng)：
周邊堰出水或單側(cè)堰出水兩種,。在大中型污水處理廠一般采用單側(cè)堰出水，并將出水堰口出設(shè)計(jì)成60°斜坡,，以降低出水流速,。在出水堰口設(shè)置柵形穩(wěn)流板以攔截反沖洗時(shí)被出水帶出的濾料。
影響曝氣生物濾池處理效果的因素
水溫：水溫是影響微生物生長和生命代謝活性的主要原因,，大多數(shù)微生物的新陳代謝活動(dòng)隨著溫度升高而增強(qiáng),，隨溫度降低而減弱，水溫越低,，活性越小,。根據(jù)Airheniuslls公式,，隨著溫度非下降10℃，生化反應(yīng)速率將下降一倍,。細(xì)菌適宜生長繁殖的溫度在25~35℃之間,，因此在溫度較高的夏季，曝氣生物濾池的處理效果最佳,，而在冬季水溫低,，生物膜活性受抑制，處理效果受到影響,，出水水質(zhì)較差,。
pH和堿度：微生物的生長和繁殖與污水的pH值有密切關(guān)系，pH值的改變可能會(huì)引起細(xì)胞膜電荷的變化,，進(jìn)而影響微生物對(duì)有機(jī)物的吸收和微生物代謝過程中酶的活性,。對(duì)于好氧微生物來說，進(jìn)水的pH值在6.5~8.5之間較為適宜,。硝化反應(yīng)是一個(gè)耗堿過程,，其適宜pH值范圍7.0~8.5，超出其適宜范圍,，硝化細(xì)菌的活性急劇下降,，氨氮的去除率也隨之降低。
水力負(fù)荷：水力負(fù)荷的大小直接影響污水在濾池中的停留時(shí)間,，水力負(fù)荷越小,，水力停留時(shí)間越長，處理效果越好,，反之亦然,。但水流紊動(dòng)能加快生物膜的更新、濾池內(nèi)的傳質(zhì)及溶解氧的利用率,，并且水力負(fù)荷過小會(huì)導(dǎo)致濾料堵塞,。因此水力負(fù)荷在運(yùn)行中通常為0.5~1.5m3/(m2*h)。
溶解氧：是影響生物膜生長和出水效果的重要因素,。在好氧處理工藝中需氧量是工藝控制的重要指標(biāo),。濾池處理水中溶解氧以4~6mg/L為宜。當(dāng)溶解氧低于2mg/L時(shí),，好氧微生物生命活動(dòng)受到限制,，從而降低有機(jī)物氧化分解和氨氮的轉(zhuǎn)化速度。因此,，控制曝氣量就顯得尤為重要,，曝氣量大，濾池中溶解氧高,，提高好氧微生物氧化分解有機(jī)物的速率,，同時(shí)氣流產(chǎn)生的剪切力有助于老化的生物膜脫落,。
日常運(yùn)行管理：日常監(jiān)控指標(biāo)有水溫、pH,、DO,、CODCr、BOD5,。另外還要適時(shí)進(jìn)行生物相鏡檢,，并結(jié)合水質(zhì)指標(biāo)判斷生物膜所處工況，結(jié)合具體情況對(duì)運(yùn)行參數(shù)座相應(yīng)調(diào)整,。
與其他工藝比較：
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
