火山巖生物曝氣濾池技術
１、簡介
曝氣生物濾池(biological aerated filter)簡稱BAF，是20世紀80年代在普通生物濾池的基礎上，借鑒給水濾池工藝開發的一種嶄新的污水處理工藝。世界上首座曝氣生物濾池于1981 年在法國投產,隨后在歐洲各國得到廣泛應用。
1).結構形式
曝氣生物濾池的結構與普通快濾池基本相同, 不同之處在于曝氣生物濾池下部或底部增加了曝氣系統。根據水流方向其可分為上向流和下向流兩種,現在多采用上向流方式(即采用氣水同向流) ,使布水、布氣更加均勻。同時,在水氣上升過程中可把底部截留的SS 帶入濾池中上部,增加了濾池的納污能力,延長了工作周期。
2). 功能
單個曝氣生物濾池可完成碳化、硝化、反硝化、除磷等功能,與其他工藝組合可進行一般城市污水或工業廢水的二級或三級處理。
表1 是采用曝氣生物濾池處理污水的典型流程。
功能 典型流程
碳化 化學沉淀＋曝氣生物濾池(碳化型)
碳化+硝化 化學沉淀＋曝氣生物濾池(碳化、硝化型)
碳化+硝化+反硝化 化學沉淀＋曝氣生物濾池(碳化、硝化型)＋曝氣生物濾池(反硝化型)
碳化+硝化+反硝化 活性污泥＋曝氣生物濾池(硝化型)＋曝氣生物濾池(反硝化型) 
3). 啟動
曝氣生物濾池的啟動與一般生物膜法的啟動方式相同。一般采用三種方式: ①間歇培養并逐步增加流速; ②在設計流速下或逐漸增加流速進行連續培養 ; ③用活性污泥接種,穩態運行。
4). 濾料
濾料是曝氣生物濾池的關鍵部分,對曝氣生物濾池的功效有直接的影響,同時也影響到曝氣生物濾池的結構形式和成本。目前,濾料多為專利產品,常用的濾料有火山巖濾料、陶粒及塑料制品(合成纖維、聚小球、波紋板等) 。
濾料的粒徑主要取決于曝氣生物濾池的功能。濾料粒徑越小曝氣生物濾池的效果越好,但小粒徑會使其工作周期變短,濾料也不易清洗,相應的反沖洗水量也會增加,因此應綜合考慮各種因素以選定合適的濾料粒徑。目前,曝氣生物濾池普遍采用的濾料粒徑為3～6 mm ,濾層厚度為3～4 m。
5).負荷
曝氣生物濾池一般采用兩種負荷: 容積負荷[kg/(m3.d) ]和水力負荷[m3/(m2 .h) ,也稱濾速] 
水力負荷[m3/(m2 .h) 3-16 3-16 10-35
容積負荷[kg/(m3.d) ] 5 <3 <7
對以碳化為目的的曝氣生物濾池,在一定的范圍內出水COD 值與COD 容積負荷呈線性關系。水力負荷對BOD5 的去除效率影響甚微,只要溫度、曝氣量、反沖洗等因素在不受制約的條件下應盡量加大水力負荷以獲得盡可能大的處理能力。
起初，曝氣生物濾池的處理能力一般限制在5萬m3/d以下，目前在建的應用此工藝的污水處理廠設計流量達170萬m3/d。
6). 反沖洗
目前,普遍采用的反沖洗方式是氣水聯合反沖洗,即先用氣沖,再用氣、水聯合沖洗,最后再用水漂洗。不同形式、不同濾料的曝氣生物濾池,其反沖洗強度、歷時、周期各不相同,用水量和用氣量也存在較大差異。
 7). 氣水比
氣水比的大小與進水水質、曝氣生物濾池功能和形式、濾料粒徑大小和濾層厚度等因素有關。曝氣生物濾池氣水比一般采用(1～3) ∶1 ,但也有高達10∶1 者。一般來說,用于硝化功能的曝氣生物濾池應采用較高的氣水比,而僅用于碳化的曝氣生物濾池的氣水比可適當降低。
２、 特點
與普通活性污泥法相比,具有有機負荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3) 、投資少(節約30 %) 、不會產生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質好等優點。但它對進水SS 要求較嚴(一般要求SS ≤100 mg/L ) ,因此對進水需要進行預處理。同時,它需要定期行氣、水反沖洗。具體的優點有:
1) 機負荷、曝氣效率高
由于濾池中填滿了密實的很大比表面積的濾料，可以附著生長大量微生物，而且由于濾料的阻塞和分割作用，使氣泡必須經過濾料的縫隙，經過較長時間到達濾池表面，氣泡到達濾池出水位置的距離要比沒有濾料的情況下長2倍以上，從而大大提高了氧的利用率，也就提高了曝氣效率；
2) 低溫運行穩定，受溫度影響很小
池容小，可埋入地下。
3) 性能穩定，抗沖擊負荷能力強
由于其具有連續的物理過濾能力，一旦生化反應發生問題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；一旦生化系統由于有害物質的進入或負荷變化而導致功能破壞，固定生物膜工藝同懸浮生長工藝相比具有非常強的恢復能力，生物濾池工藝僅需要幾天即可恢復其以前的生化能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復；
4) 工藝操作靈活
同一濾池內可同時完成硝化和反硝化的功能；根據所處理的出水水質，可以采用不同的濾料粒徑和密度。
5) 可對廠區進行全封閉，無臭味污染，視覺和景觀效果好
臭氣和異味的排放可以控制在最小限度，濾池周圍的空氣僅和處理后的水接觸，避免了出水中物質的揮發；污水停留在密閉的空間內，而不是暴露在空氣中。
6) 池容小，土建工程量比其它工藝少20% - 40%.
由于曝氣生物濾池和生化反應器結合起來，因此不再需要沉淀池,占地面積是常規工藝的1/4-1/5，節省大量征地和地基處理費用；
7) 全部模塊化結構，改擴建容易，工期短；
8) 自動化程度高，操作人員少；
 

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