分析曝气生物滤池在污水处理中的应用

分析曝气生物滤池在污水处理中的应用

夏斌杰

博天环境集团股份有限公司天津300041

摘要：随着现代化工业生产企业的不断兴起，我国的资源能源使用情况变得日益严峻，能源消耗程度越来越大，产生的污水量也越来越多。这种现象的产生，不仅严重降低了我国资源能源的使用率，还破坏着我国的生态环境，打乱了其平衡的状态。为了降低对水资源的过度使用，减少资源能源的浪费，就要对其进行二次处理，使其可以循环利用。本文主要研究的是曝气生物滤池在污水处理中的应用，通过对曝气生物滤池这一技术的特性的分析，结合现阶段我国水资源的使用情况以及污水的产出量，制定出一套科学有效的管理方式，让曝气生物滤池在污水处理中发挥最大的作用。

关键词：曝气生物滤池；污水处理；科学应用

引言：曝气生物滤池是一种新型的污水处理技术，这种处理技术的特点是操作比较简单，而且其建设的空间要求比较小，总体的运作成本低。不论从哪一方面进行考虑，这种技术对于我国的发展来说都有很大的帮助，不仅能对污水进行科学有效的处理，还能不对环境形成威胁，促进我国经济的绿色发展。一切以可持续发展为曝气生物滤池处理污水的理念，以此进行施工管理。现阶段这项技术在我国污水处理厂中的应用比较少，并不是十分的广泛，所以，要进一步对这项技术进行研究，对其优势进行探讨，从而推广这项技术的实施。

一、工艺原理及主要特征

曝气生物滤池(BAF，BiologicalAeratedFilter)也叫淹没式曝气生物滤池。国外从20世纪初开始进行研究，于80年代末基本成型，后不断改进，并开发出多种形式。在开发过程中，充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气，污水流经时，利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水流出，此为截留作用。

一般说来，曝气生物滤池具有以下特征：

(1)用粒状作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等；

(2)区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气；

(3)高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性；

(4)具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池；

(5)需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS，同时更新生物膜。

二、主要形式

曝气生物滤池主要分为以下三种形式。

1.BIOCARBONE

污水从滤池上部流入，下向流流出滤池。在滤池中下部设曝气管(一般距底部25～40cm处)进行曝气，曝气管上部起生物降解作用，下部主要起截留SS及脱落的生物膜的作用。运行中，因截留了SS及生物膜的生长，水头损失逐渐增加，达到设计值后，开始反冲洗。一般采用气水联合反冲，底部设反冲洗气、水装置。BIOCARBONE属早期曝气生物滤池，其缺点是负荷仍不够高，且大量被截留的SS集中在滤池上端几十厘米处，此处水头损失占了整个滤池水头损失的绝大多数，滤池纳污率不高，容易堵塞，运行周期短。

2.BIOFOR

底部为气水混合室，之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。所用滤料密度大于水，自然堆积。BIOFOR运行时一般采用上向流，污水从底部进入气水混合室，经长柄滤头配水后通过垫层进入滤料，在此进行BOD、COD、氨氮、SS的去除。反冲洗时，气、水同时进入气水混合室，经长柄滤头配水、气后进入滤料，反冲洗出水回流入初沉池，与原污水合并处理。

3.BIOSTYR

BIOSTYR和BIOFOR不同的是采用密度小于水的滤料，一般为聚苯乙烯小球。运行时采用上向流，在滤池顶部设格网或滤板以阻止滤料流出，正常运行时滤料呈压实状态，反冲时采用气水联合反冲，反冲水采用下向流以冲散被压实的滤料小球，反冲出水从滤池底部流出。其余跟BIOFOR大同小异，

三、曝气生物滤池污水处理应用的优劣势

1.优势

曝气生物滤池的建设过程比较简单，其所占据的面积比较小，对整体的基本建设投入的资金比较少。可以最大程度的节省投资。这种污水处理方式可以不需要在建设一个二沉池，所以，它在源头上就给相关单位节省了一大笔资金，更是减少其所占地的面积，降低对土地资源的使用。经过该技术时，所选用的过滤材料的颗粒直径比较小，和其的表面积相比比较大，在进行冲洗时，可以让其的生物膜进行更新，以此来保证其生物的活性。曝气生物滤池比以往的污水处理方式所容纳的体积负荷量大，所以污水在曝气生物滤池中处理的时间比较短，有效的节省了污水处理的时间，更是为后续的工作完成了铺垫。使用该项技术处理过的污水的水质比较高，在处理完毕后，其用水的最终标准可以达到我国规定的相关要求，满足人们的日常用水，并且水中不会存在对人体产生危害的元素，在基础上对一些无法降解的材料进行剔除，发挥出生物膜活性的作用，利用相关的污水处理技术进行完整的处理，将水中的有害物质除掉，以此来保证人们用水的安全。

2.劣势

（1）曝气生物滤池对进水的SS要求较高

为使之在较短的水力停留时间内处理较高的有机负荷并具有截留SS的功能，曝气生物滤池采用的填料粒径一般都比较小。

（2）采用曝气生物滤池，水头损失较大，水的总提升高度大

曝气生物滤池虽具有截留SS，代替二沉池的功能，但同时伴随着的是其水头损失较大。一般来说，水头损失根据具体情况，每一级为1～2m，这样就在整体上增加了污水的总提升高度。

四、曝气生物滤池的理想滤料—陶粒

1.曝气生物滤池对填料的一般要求：

(1)表面粗糙。

(2)密度适中。

(3)有一定的强度，耐摩擦。

(4)无毒、化学性质稳定。

(5)价格适中。

2.陶粒的主要特点：

球形轻质陶粒，采用粘土(主要成分为偏铝硅酸盐)为原材料，加入适当化工原料作为膨胀剂，经高温烧制而成。表观呈球形，具有表面粗糙、密度适中、强度高、耐摩擦等一系列优点。其主要性能参数见表2。笔者采用该陶粒对BIOFOR工艺处理生活污水进行了试验。试验表明尽管采用很高的滤速(6.5～8m/h)，其处理出水水质仍很高，完全满足生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)。其容积负荷也是一般生物滤池无法可比的。更为可贵的是在其运行中，曝气量很小，气水比仅为3.3∶1，这与传统活性污泥法相比，节约相当多的曝气量，对减少运行费用是很有意义的。此外，在试验中发现采用此球形陶粒作为滤料，水头损失增加较慢，反冲周期较长。BIOFORC/N运行48h以上时，水头损失不超过2m；BIOFORN有时运行一周，其水头损失仍不足1m。

结语：曝气生物滤池这一污水处理方法，可以对污水水质进行控制，不减少水中微生物的存在，利用吸附过滤等工序，对其进行处理，使得水质比传统的处理方式好。这种新型的污水处理技术可以取代以往的处理方式，其运行流程比较简单，更加适合我国发展的需求。依照文章上述的应用要点，进行该技术的合理应用，以此来缓解水资源短缺的状态，对污水进行科学有效的处理，提高污水二次使用率。

参考文献：

[1]刘克辰.曝气生物滤池污水处理控制系统设计[D].大连理工大学2016

[2]徐善文.两段式比例进水曝气生物滤池处理城镇生活污水效能研究[D].哈尔滨工业大学2011

[3]李肖松.曝气生物滤池固液两相流数值模拟及实验研究[D].哈尔滨工业大学2013