1、,曝氣生物濾池工藝,1,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池（biologicalaeratedfilter），簡稱BAF，是近年來國際上興起的污水處理新技術(shù)。目前在歐美和日本等國家已有上千座大小各異的污水處理廠應(yīng)用了這種工藝。它可廣泛應(yīng)用于城市污水、小區(qū)生活污水、生活雜排水和食品加工廢水、釀造等有機廢水處理，具有去除SS、CODcr、BOD5、硝化與反硝化、脫氮除磷、除去AOX(有害物質(zhì)）的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，并節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池。該工藝有機物容積負荷、水力負荷大、水力停留時間短、出水水質(zhì)高，因而所需占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本低。曝氣生物濾池污水處理新技

2、術(shù)的誕生，是我國環(huán)保領(lǐng)域的一次重大技術(shù)突破。,2,曝氣生物濾池工藝,一.曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)二.曝氣生物濾池的工藝流程三.曝氣生物濾池問題討論四.曝氣生物濾池應(yīng)用的有關(guān)問題探討,3,一.曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu),生物曝氣濾池(BAF)的構(gòu)造,曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布氣系統(tǒng)、承托層、生物填料層、反沖洗等五個部分。,曝氣生物濾池工藝,4,曝氣生物濾池工藝,1濾池池體濾池池體的作用是容納被處理水量和圍擋濾料，并承托濾料和曝氣裝置的重量。池的形狀有圓形、正方形和矩形三種，結(jié)構(gòu)形式有鋼制設(shè)備和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。,5,2濾料作為生物膜載體填料的選擇是生物膜反應(yīng)器技術(shù)成功與否的關(guān)鍵之一，它決定了反應(yīng)器能否

3、高效運行，所以填料的選擇總的應(yīng)遵循以下原則。機械強度好比表面積大形狀：載體的形狀以球狀為佳，生物、化學(xué)穩(wěn)定性好表面電性和親水性微生物一般帶有負電荷，而且親水，因此載體表面帶有正電荷特有利于微生物固著生長，載體表面的親水性同樣有利于微生物的附著，使附著的生物膜數(shù)量盡可能地多?？紫堵始氨砻娲植诙让芏?曝氣生物濾池工藝,6,曝氣生物濾池工藝,火山巖生物濾料介紹：,7,曝氣生物濾池工藝,火山巖生物濾料最早誕生在美國，中國曾一度靠進口來實現(xiàn)生物掛膜技術(shù)，由于其成本高，科研人員開發(fā)了生物陶粒來取代。其主要成份為硅、鋁、鈣、鈉、鎂、鈦、錳、鐵、鎳、鈷和鉬等幾十種礦物質(zhì)和微量元素，表觀為不規(guī)則顆粒，顏色為紅黑

4、褐色，多孔質(zhì)輕，顆粒粒徑可根據(jù)不同要求生產(chǎn)。高效掛膜輕質(zhì)濾料在物理微觀結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)為表面粗糙多微孔，這些特點特別適合于微生物在其表面生長、繁殖，形成生物膜?；鹕綆r濾料使曝氣生物濾池不僅能處理市政污水，以及可生化的有機工業(yè)廢水、生活雜排水、微污染水源水等，也可在給水處理中取代石英砂、活性炭、無煙煤等用作過濾介質(zhì)，同時還可對已經(jīng)過污水處理廠二級處理工藝后的尾水做深度處理，其處理出水達回用水標準后可作中水回用。,8,曝氣生物濾池工藝,一、火山巖生物濾料的物理特性：外觀形狀：無尖粒狀，對水流阻力小，不易堵塞，布水布氣均勻；表面粗糙，掛膜速度快，反沖洗時微生物膜不易脫落。多孔性：火山巖是天然蜂窩多孔，是

5、菌膠團是佳的生長環(huán)境。機械強度：經(jīng)國家質(zhì)檢部門為5.08Mpa，實踐證明可以耐得住不同強度的水力剪切作用，使用壽命遠遠長了其它濾料。比重：比重適中，反沖洗時容易懸浮且不跑料，可以節(jié)能降耗。,9,曝氣生物濾池工藝,二、火山巖生物濾料的化學(xué)特性：生物化學(xué)穩(wěn)定性：火山巖生物濾料抗腐蝕，具有惰性，在環(huán)境中不參與生物膜的生物化學(xué)反應(yīng)。表面電性與親水性：火山巖生物濾料表面帶有正電荷，有利于微生物固著生長，親水性強，附著的生物膜量多且速度快。對生物膜活性的影響方面：作為生物膜載體，火山巖生物濾料對所固定的微生物無害、無抑制性作用，實踐證明不影響微生物的活性。,10,曝氣生物濾池工藝,三、火山巖生物濾料的水力

6、學(xué)特性：1、空隙率：內(nèi)外平均孔隙率在40%左右，對水的阻力小，同時與同類濾料相比，所需濾料量少，同樣能達到預(yù)期過濾目標。2、比表面積：比表面積大、開孔率高且惰性，有利于微生物的接觸掛膜和生長，保持較多的微生物量，有利于微生物代謝過程中所需的氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)生的廢物的傳質(zhì)過程。3、濾料形狀與水的流態(tài)：由于火山巖生物濾料是無尖粒狀，且孔徑大多數(shù)比陶粒要大，所以在使用時對水流的阻力小，節(jié)省能耗。,11,曝氣生物濾池工藝,3承托層承托層主要是為了支撐濾料，防止濾料流失和堵塞濾頭，同時還可以保持反沖洗穩(wěn)定進行。承托層常用材質(zhì)為卵石或磁鐵礦為保證承托層的穩(wěn)定，并對配水的均勻性起充分作用，要求材質(zhì)具有

7、良好的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性，形狀應(yīng)盡量接近圓形，工程中一般選用鵝卵石作為承托層。4布水系統(tǒng)曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)主要包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。對于上向流濾池，配水室的作用是使某一短時段內(nèi)進入濾池的污水能在配水室內(nèi)混合均勻，并通過配水濾頭均勻流過濾料層，并且該布水系統(tǒng)除作為濾池正常運行時布水用外，也作為定期對濾池進行反沖洗時布水用。,12,曝氣生物濾池工藝,布水系統(tǒng)設(shè)計不合理或安裝達不到要求，使反沖洗時配水不均勻。會產(chǎn)生下列不良后果：整個生物濾池沖洗不均勻，部分區(qū)域沖洗強度大，部分區(qū)域沖洗強度小。通過生物絮凝作用吸附部分膠體顆粒，同時微生物新陳代謝過程中老化的生物膜脫落后也將截留

8、在生物填料層內(nèi)。這些雜質(zhì)的存在顯著地增加了生物濾池的過濾能力，使處理能力下降；同時也使水溶液主體的溶解氧和生物易降解的有機物與生物膜上微生物之間的傳質(zhì)效率下降，影響生物濾池對有機物的去除效率。如果反沖洗布水不均勻使部分區(qū)域反沖洗達不到要求，該區(qū)域的生物填料中雜質(zhì)沖洗不干凈，將影響生物濾池對污染物的去除效果。,13,曝氣生物濾池工藝,沖洗強度大的區(qū)域，由于水流速度過大，會沖動承托層，混合，甚至引起生物填料的流失，有時也會引起布氣系統(tǒng)的松動危害。引起生物填料與承托層的對曝氣生物濾池造成極大危害。5.布氣系統(tǒng)曝氣生物濾池內(nèi)的布氣系統(tǒng)包括正常運行時曝氣所需的曝氣系統(tǒng)和進行氣水聯(lián)合反沖洗時的供氣系統(tǒng)兩部

9、分。,14,曝氣生物濾池工藝,6.反沖洗系統(tǒng)反沖洗過程：先降低濾池內(nèi)的水位并單獨氣洗，而后采用氣水聯(lián)合反沖洗，最后再單獨采用水洗。在反沖洗過程中必須掌握好沖洗強度和沖洗時間，既要達到使截留物質(zhì)沖洗出濾池又要避免對濾料過分沖刷，使生長在濾料表面的微生物膜脫落而影響處理效果。7.出水系統(tǒng)曝氣生物濾他出水系統(tǒng)有采用周邊出水和采用單側(cè)堰出水等。在大、中型污水處理工程中，為了工藝布置方便，一般采用單側(cè)堰出水較多,15,曝氣生物濾池工藝,二.曝氣生物濾池的工藝流程：1.除C工藝曝氣生物濾池去除污水中有機物的原理在于反應(yīng)器內(nèi)填料上所吸附生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形

10、成的食物鏈分級捕食作用。,16,曝氣生物濾池工藝,2.除c硝化工藝,3.除c硝化反硝化工藝（該工藝是基于Ao工藝）,17,曝氣生物濾池工藝,3.除c除P脫N工藝,18,曝氣生物濾池工藝,三.曝氣生物濾池問題討論：1.預(yù)處理運用BAF處理生活污水和工業(yè)廢水一般需對原水進行預(yù)處理。為了使濾池能以較長的周期運行，減少反沖次數(shù)，降低能耗，否則原水中的大量雜質(zhì)和ss都將進入曝氣濾池，這將會堵塞曝氣、布水系統(tǒng)，給系統(tǒng)的運行帶來嚴重的后果，濾池用于二級處理的情況下，往往需投加藥劑才能達到這一要求，藥劑的使用不僅增加費用，部分藥劑還將降低堿度，進而影響反硝化，這是運用BAF工藝時需要考慮的問題。預(yù)處理一般用沉

11、淀或水解，對工業(yè)廢水還需在進入濾池前加設(shè)調(diào)節(jié)池。如果用BAF處理飲用水的微污染，由于飲用水源中固體雜質(zhì)比生活、工業(yè)污廢水少得多，故可不另外考慮預(yù)處理可直接將水進入BAF濾池。,19,曝氣生物濾池工藝,2除P脫N磷的去處技術(shù)主要有以下三種：生物、化學(xué)和物理法。物理法價格昂貴，但去除率并不高。就生物法而言，將生物脫N和生物除P相結(jié)合的系統(tǒng)對除P不利，因為除P脫N本身是一對不可調(diào)和的矛盾如果DO太低除P率會下降，硝化反應(yīng)受到限制，污泥沉降性能差，如果DO太高則由于回流厭氧區(qū)DO增加，反硝化受到限制，同時N03-N的濃度高可影響厭氧區(qū)磷的釋放。因為，磷的釋放需要厭氧環(huán)境，如果有N03-N存在就表明只能

12、為兼氧環(huán)境。從目前的BAF運行工藝看，完全用生物除磷是很難達到排放標準的；用生物除磷就失去了生物濾池高負荷的特點，造成投資過大，因此最好用加FeCl3藥劑的方法除磷，而生物濾池由于耐水力沖擊負荷，可使處理后的水超量回流，并在運行中加化學(xué)藥劑，將化學(xué)處理和生物處理同時應(yīng)用于系統(tǒng)中，達到除P脫N目的，使化學(xué)藥劑相對用量減少，從剛降低運行費用。,20,曝氣生物濾池工藝,3溫度如果在濾池中要進行硝化、反硝化反應(yīng)，則必須考慮溫度的影響，因為硝化、反硝化機理受進水水溫的影響很大，曝氣生物濾池可在8-30的范圍內(nèi)正常運行。4產(chǎn)泥量曝氣生物濾池產(chǎn)泥量相對活性污泥量稍大，污泥穩(wěn)定性稍差，因為停留時間較短，污泥消

13、化不充分。,21,曝氣生物濾池工藝,四.曝氣生物濾池應(yīng)用的有關(guān)問題探討,一）.運行周期的討論概念：在曝氣生物濾池運行過程中，由于附著在活性載體上生物膜的增長和載體間懸浮顆粒的捕獲作用，導(dǎo)致濾床水頭損失增加、產(chǎn)水量降低或出水水質(zhì)變差，這時曝氣生物濾池應(yīng)停止運行進行反沖洗，以恢復(fù)反應(yīng)器的高效性能。我們將曝氣生物濾池自反沖洗結(jié)束投入運行至下一次反沖洗開始這段時間稱為曝氣生物濾池的一個運行周期。從反沖洗結(jié)束投入運行至反沖洗結(jié)束這段時間稱為曝氣生物濾池的工作周期。運行周期的影響因素：曝氣生物濾池運行周期的長短主要與進水水質(zhì)、濾池的流向、濾料級配、濾池的功能、濾池反沖洗的效果等因素有關(guān)。,22,曝氣生物濾

14、池工藝,1）與進水水質(zhì)的關(guān)系給定的曝氣生物濾池反應(yīng)器的運行周期的長短主要取決于進入反應(yīng)器的水質(zhì)特性，包括入流污水的有機污染物濃度及懸浮物含量與顆粒尺寸等。在曝氣生物濾池運行過程中，由于濾床對固體物質(zhì)的累積作用，導(dǎo)致水頭損失增加至設(shè)計值(影響濾池產(chǎn)水量)或出現(xiàn)顆粒穿透濾池(此時即為濾池的一個運行周期結(jié)束)而濾床對固體物質(zhì)的累積主要包括生物膜的增長和懸浮物的截留兩個方面的作用。(1)與有機污染物濃度的關(guān)系生物濾池是利用固著在填料上的生物膜，吸附和網(wǎng)捕水中的有機污染物，并加以氧化分解，使污水得以凈化。濾床進水端增長的生物膜量較大，出水端增長的生物膜量較小，在曝氣生物濾池的一個運行周期臨近結(jié)束時(即將

15、進行反沖洗)，整個濾床范圍內(nèi)平均累積的微生物膜量大約為2500一3000gm3濾料，而濾床進水端的微生物量達到6000一7000gm3濾料。,23,曝氣生物濾池工藝,(2)懸浮物濃度及顆粒粒徑的關(guān)系曝氣生物濾池反應(yīng)器的濾床對入流污水的懸浮顆粒存在著較好的機械過濾與截留作用。其應(yīng)用于污水二級處理，一般要求其進水懸浮物濃度在100mgl以下，以避免由于進水懸浮物濃度較高，大大縮短濾池的運行周期，從而導(dǎo)致濾池會出現(xiàn)頻繁反沖洗，降低反應(yīng)器的效能。反應(yīng)器對懸浮顆粒的去除效果還與顆粒粒徑分布存在一定的關(guān)系。試驗證明對于粒徑30m顆粒，在濾床進水端至濾床深度40cm處，去除率可以達到95；而對于粒徑5m的顆

16、粒，在整個濾床范圍內(nèi)，其去除率小于50，而且在濾床縱斷面上去除基本是均勻的；對于粒徑更小的顆粒，則可以直接穿透整個濾床。曝氣生物濾池反應(yīng)器對入流污水的懸浮物含量有較嚴格的要求這也是曝氣生物濾池反應(yīng)器的不足之處。在實際工程中，預(yù)處理一般采用高效沉淀池、水解他、高效固液分離、氣浮等工序，只要控制得當，可以滿足濾池對入流污水的懸浮物含量的要求，但設(shè)計中要考慮到由于濾池反沖洗排水回到處理設(shè)施的前端波動負荷的影響。,24,曝氣生物濾池工藝,2）與濾池的流向的關(guān)系由于濾池的運行方式不向，其截污能力與水頭損失增加特性也有所不一樣。下向流濾池對懸浮物的截留及降解COD所增加的生物膜量主要集中在濾料層上部的40

17、cm以上部分，大大減少了空間利用效率。下向流濾池水頭損失增加特點是：運行周期開始時，水頭損失增加緩慢，但到濾料表面出現(xiàn)阻塞，氣泡在濾料層中的凝結(jié)時水頭損失增加迅速。很快會達到達行周期終點(從水頭損失突增到反應(yīng)器終止運行，時間1.0h)。上向流濾池在結(jié)構(gòu)上采用氣水平行上向流態(tài)，同時采用強制鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，使得氣、水進行極好的均分，防止了氣泡在濾料中的凝結(jié)，與下向流濾池相比，在整個濾池高度上提供正壓條件，可以避免形成溝流或短流，使空間過濾能被更好地運用，空氣能將污水中的固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能得到高負荷、均勻的團體物質(zhì)，延長反沖洗周期。,25,曝氣生物濾池工藝,3）與濾料級配關(guān)系濾料級配對曝

18、氣生物濾池的運行有重要的影響。濾料級配不僅影響出水BOD和SS的濃度，而且影響水頭損失的增長速度和濾池運行周期。濾料粒徑越小，相應(yīng)其固體容量(納污量)越小，水頭損失越大，濾池運行周期越短，但出水水質(zhì)越好。,26,曝氣生物濾池工藝,）與濾池功能的關(guān)系反硝化濾池對顆粒物的去除效率較硝化濾池高，對于粒徑較大的顆粒(30m)去除率大于95而對于粒徑較小的顆粒(5m）在整個濾料層其去除率小于50。前置式反硝化濾池采用硝化濾池出水回流的手段來實現(xiàn)脫氮功能，由于系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)作用并不能將固體顆粒帶出系統(tǒng)外，循環(huán)過程可以看作其在系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)不斷的固體累積過程。假定其前端處理(硝化濾池)效果良好的話，反硝化濾池進水懸

19、浮物濃度會很低，一般運行周期可維持在60h，整個濾床截留的懸浮物固體容量大約為800gTSSm3。,27,曝氣生物濾池工藝,）與濾池反沖洗的效果關(guān)系曝氣生物濾池反沖洗效果對出水水質(zhì)、運行周期的影響很大。若反沖洗不充分，濾池運行周期將會大大縮短；若反沖洗過量，微生物數(shù)量不足，生化處理效能下降，出水水質(zhì)變差，盡管濾料的固體容量得以提高，但由于出水達不到要求，談及運行周期毫無意義。所以，對于曝氣生物濾池而言，評價其反沖洗的效果應(yīng)從其對濾池運行周期的影響及反應(yīng)器生化恢復(fù)時間兩個方面加以評價。根據(jù)有關(guān)資料介紹，濾池反沖洗后，濾料中剩余的生物膜量各種濾池有所差異，對于去碳濾池反沖洗后，下向流濾他剩余生物量

20、濃度為200一300gTSSm3，上向流濾池剩余生物量濃度為500一600gTSSm3；硝化濾池反沖洗后，下向流濾池剩余生物量濃度為700一800gTSSm3，上向流濾池剩余生物量濃度為2400一2500gTSSm3，反硝化濾池反沖洗后，濾池剩余生物量濃度約為1600gTSSm3。,28,曝氣生物濾池工藝,濾池的反沖洗強度的大小受濾料(粒徑、級配)、水質(zhì)參數(shù)等因素的影響，所以沖洗強度的數(shù)據(jù)尚不夠統(tǒng)一，客觀地講，反沖洗過程沒有太多的理論依據(jù)，基本是從再生效果考慮的，既要恢復(fù)過濾能力，又要保證填料表面仍附著有足夠的生物體，使濾池能滿足下一運行周期凈化處理的要求。,29,曝氣生物濾池工藝,二）曝氣生

21、物濾池去除有機物特性探討曝氣生物濾池去除有機物機理曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝，微生物附著在載體表面，污水在流經(jīng)載體表面過程中，通過有機營養(yǎng)物質(zhì)的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴散以及生物膜中所發(fā)生的生物氧化等作用，對污染物質(zhì)進行氧化分解，使污水得以凈化。,30,曝氣生物濾池工藝,二）曝氣生物濾池去除有機物特性探討生物膜的形成過程生物膜是由微生物細胞組成的復(fù)雜混合物的微生態(tài)系統(tǒng)，細胞鑲嵌在胞外聚合物的基質(zhì)中，并且附著在固體表面。生物膜發(fā)育形成的條件和時間序列大致為：存在著可用于聚居的固體表面；一種有機分子膜快速形成；聚結(jié)的細胞松散地附著；聚居的細菌牢固地附著；微生物群落形成，產(chǎn)生胞外聚合物；群落

22、向上和向外擴展，形成規(guī)則和不規(guī)則結(jié)構(gòu)；生物膜成熟，新的菌種進人生物膜并生長，有機和無機碎片被結(jié)合，并且溶液梯度形成，導(dǎo)致了生物膜空間的異相結(jié)構(gòu)；生物膜可能被吞噬細菌的原生動物捕食；成熟的生物膜可以脫落，使這種循環(huán)交替地重復(fù)進行；形成一種頂級群落。,31,曝氣生物濾池工藝,四）影響曝氣生物濾池反應(yīng)器運行的主要因素及有關(guān)問題探討曝氣生物濾池反應(yīng)器凈化有機污染物的過程是由附著生長在載體表面的微生物來完成的，而這些微生物又都生活在各自形成的特定環(huán)境中，與環(huán)境條件關(guān)系極為密切，為了使得反應(yīng)器高效運行就需要了解影響反應(yīng)器運行的主要因素并設(shè)法創(chuàng)造微生物適宜的生活環(huán)境。在各種影響因素中，其中最主要的有進水底物

23、濃度、營養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、酸堿度、溫度、毒性抑制、反應(yīng)器內(nèi)水力停留時間與負荷率等。,32,曝氣生物濾池工藝,1進水底物濃度污水中有機物的組分是反應(yīng)器內(nèi)生物膜微生物食物與能量的主要來源。一般情況下，污水中的大部分有機物和部分無機物都可以作為微生物的營養(yǎng)源加以利用，這些可被微生物利用并在酶的催化作用下進行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為底物。對于去除有機污染物而言，底物則是指可生物降解的有機物的量。污水中有機物濃度在長時間或短時間內(nèi)的改變均可導(dǎo)致微生物生長形式的改變，其結(jié)果必然會影響到處理水的水質(zhì)和反應(yīng)器的處理效率以及剩余污泥量的產(chǎn)生。2.溶解氧3.酸堿度4.溫度,33,曝氣生物濾池工藝,5反應(yīng)器內(nèi)水力停留時

24、間與負荷率水力停留時間指的是待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)平均停留時間，也就是污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間。對于曝氣生物濾池反應(yīng)器，物理吸附截留作用，和水力停留時間無關(guān)(其主要與水流剪切力和生物膜網(wǎng)捕作用有關(guān))，而其內(nèi)的生物氧化作用主要發(fā)生在填料區(qū)，填料上的微生物與污水中的基質(zhì)進行生化作用，其反應(yīng)時間與反應(yīng)速率有關(guān)，反應(yīng)速率又取決于溫度及基質(zhì)可生化性等因素。一般反應(yīng)時間越長，反應(yīng)器對基質(zhì)的去除率越高。,34,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池沿濾床深度微生物分層特點試驗研究發(fā)現(xiàn)，曝氣生物濾池反應(yīng)器沿濾床深度對有機污染物(COD)的去除效率不同且微生物產(chǎn)生分層現(xiàn)象。曝氣生物濾池對有機污染物(CO

25、D)的去除作用主要發(fā)生在進水端以后80cm范圍內(nèi)。在該區(qū)域內(nèi)由于污水中有機物濃度高，占有絕對優(yōu)勢的異養(yǎng)菌新陳代謝作用旺盛，對污染物的生物降解作用非?？欤S著污水進入濾料深層，污水中可生物降解的有機物質(zhì)逐漸減少，底物濃度成為反應(yīng)速率的限制因素。當基質(zhì)濃度繼續(xù)降低，異養(yǎng)菌因營養(yǎng)缺乏而減少，在供氧充分及堿度充足的情況下，硝化菌成為優(yōu)勢菌種。,35,曝氣生物濾池工藝,五）曝氣生物濾池脫氮有關(guān)問題探討曝氣生物濾池屬于生物膜分級硝化(去碳和硝化分開)系統(tǒng)，第一級濾池(CN濾池)生物膜以異養(yǎng)菌為主，主要是對有機污染物COD、BOD的降解，對于上向流曝氣生物濾池，在濾料層中上部會發(fā)生一定程度的硝化作用；第一級

26、濾池(N濾池)生物膜以自養(yǎng)性的硝化細菌為主，進行硝化作用。分級硝化系統(tǒng)由于除有機物和硝化在各自不同的反應(yīng)器中進行，所以容易做到對硝化濾池環(huán)境條件的控制，同時對硝化作用的抑制物有可能在第一級濾池中被分解掉，故可以較大程度地提高濾池硝化速率。,36,曝氣生物濾池工藝,1反應(yīng)器進水底物濃度(NH3N)的要求硝化反應(yīng)器的進水底物濃度對生物膜代謝作用有較大程度的影響，同CN濾池一樣存在某一臨界進水濃度，它反應(yīng)了該反應(yīng)器實際承受的最大進水底物濃度。在一定范圍內(nèi)，硝化菌實際生長速率隨進水底物濃度的增加而增大。2硝化反應(yīng)器對進水有機污染物(COD)濃度要求硝化濾池中的生物膜應(yīng)以自養(yǎng)性的硝化細菌為主。由于硝化菌

27、的世代周期較異養(yǎng)菌長得多，生長繁殖速度緩慢，產(chǎn)率較低，若進水中有機污染物(COD)大大超過氮時，異養(yǎng)菌大量繁殖，并在與硝化競爭中占優(yōu)勢，逐漸成為優(yōu)勢菌種，從而降低反應(yīng)器的硝化效率。,37,曝氣生物濾池工藝,3.硝化細菌生長速率硝化菌的比生長速率隨著NH3N、DO濃度增高而增大，但溶解氧對生長速率的影響較NH3N對生長速率的影響大得多。不考慮傳質(zhì)等因素的影響，當NH3N濃度由20mgl增大到30mgl時，硝化菌的比生長速率理論上只增高0.8；當DO濃度由1.5mgl增加到2.5mgl時，硝化菌的比生長速率理論上增高7。當然，DO對硝化作用的影響與生物膜厚度、氧的滲透率、氧的利用率等因素密切相關(guān)對

28、于曝氣生物濾池反應(yīng)器溶解氧濃度通?？刂圃?-3mgl，當溶解氧濃度大于3mgl時，溶解氧濃度對硝化作用的影響可不予考慮。,38,曝氣生物濾池工藝,酸堿度的影響隨著NH3N被轉(zhuǎn)化成NO3N，會產(chǎn)生部分礦化酸度H，這部分酸度將消耗部分堿度，每克NH3N轉(zhuǎn)化成N03N約消耗7.077g堿度以CaCO3計）。,39,曝氣生物濾池工藝,當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，便會耗盡污水命的堿度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。工程上應(yīng)進行堿度核算，核算應(yīng)考慮以下部分：人流污水中的堿度、生物硝化消耗的堿度、分解BOD產(chǎn)生的堿度以及混合液中應(yīng)保持的剩余堿度。若堿度不足，要使得

29、硝化順利進行，則必須補充堿度堿度的補充量可按下式計算：,40,曝氣生物濾池工藝,4.曝氣生物濾池反硝化作用有關(guān)問題探討生物反硝化反應(yīng)所需要的條件是反應(yīng)器中存在反硝化菌、硝酸鹽、可降解的有機物質(zhì)及無溶解氧。影響反硝化的環(huán)境因素主要是碳源、溶解氧、溫度和pH值。,41,曝氣生物濾池工藝,42,曝氣生物濾池工藝,43,曝氣生物濾池工藝,44,曝氣生物濾池工藝,45,曝氣生物濾池工藝,46,曝氣生物濾池工藝,化學(xué)除磷藥劑的投加對曝氣地物濾池性能的影響一般的城市生活污水TP含量約為3-5mgL，處理后出水(一級標準)要求磷酸鹽(以P計)含量0.5mgL。(1)對處理后尾水中色度及鹽含量的影響在正常藥劑投

30、加量的情況下，由鐵和磷形成的絮凝體被深層濾床截留，通過反沖洗作用，最終排出系統(tǒng)，出水中鐵的含量一般不會超過1mgl，所以化學(xué)除磷的投加對反應(yīng)器的出水色度的影響可以忽略。(2)對污泥量的影響曝氣生物濾池由于化學(xué)除磷產(chǎn)生的污泥會增加其泥泥量，一般情況下投加lkgFe產(chǎn)生2-2.5kg的干物質(zhì)。由于使用金屬藥劑會給污泥處理帶來益處，其脫水性能得到提高。(3)化學(xué)除磷藥劑的投加量及技術(shù)、經(jīng)濟可行性以投加Fe鹽為例，當在高效沉淀池中投加時，其與P的比值約為13-15：1，反應(yīng)器出水可以穩(wěn)定達到0.1mgl以下，技術(shù)可行。,47,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池常規(guī)試驗內(nèi)容：研究反應(yīng)器的影響因素及工程中為達

31、到反應(yīng)器高效運行所必須提供的條件包括以下內(nèi)容。(1)微生物掛膜過程及微生物沿濾池高度菌落分析：(2)進水水質(zhì)對曝氣生物濾池性能的影響。(3)最佳曝氣量、運行周期的確定以及反應(yīng)器出水水質(zhì)在運行周期內(nèi)的變化情況。(4）反沖洗研究，包括反沖洗方法、反沖洗氣速、反沖洗水速、反沖洗時間、反沖洗排水定量分析、反沖洗后濾料上微生物情況。(5)水力負荷的影響研究。(6)SS對BAF的影響研究。(7)沖擊負荷對BAF的影響試驗(8)濾池的水頭損失。(9)生物脫氮的系統(tǒng)研究。(10)濾池除磷研究(化學(xué)除磷藥劑的投加量及投加藥劑對濾池的影響),48,曝氣生物濾池工藝,高效沉淀池高效沉淀池的作用主要是去除污水中的大部

32、分砂粒和懸浮物。(1)配水多個沉淀池并列運行時，應(yīng)將污水水量均勻分配到各池，以充分發(fā)揮各池的能力，并保持同樣的沉淀效果。如果水量分配均勻時發(fā)現(xiàn)各池沉淀效果有明顯差異，在無其他原因時?？蛇m當改變各池分相的流量，提高各池和整個系統(tǒng)出水水質(zhì)。(2)巡視定時觀察沉淀他的沉淀效果，如出水濁度、泥面高度、沉淀的懸浮物狀態(tài)，水面浮泥或浮短情況等，檢查備管道附件、排泥刮渣裝置是否正常。,49,曝氣生物濾池工藝,(3)出水堰觀察出水堰堰口是否保持水平，各堰出流是否均勻，堰口是否嚴重堵塞。必要時應(yīng)調(diào)節(jié)堰板的安裝狀況，或在堰口設(shè)置調(diào)節(jié)塊，或堰前設(shè)置擋板均衡出流量。（4)污泥排出根據(jù)沉淀池污泥產(chǎn)量和貯泥時間，應(yīng)及時排

33、出污泥，泥斗積泥大多會發(fā)生污泥腐敗和反硝化等異?，F(xiàn)象，排泥過多使泥水濃度太稀，使污泥的含水率提高。,50,曝氣生物濾池工藝,(5)清除浮渣浮渣過多，會影響出水水質(zhì)尤其是初沉池過多大的浮演會影響副渣機的遠行，必須保證刮渣機正常運行，去除浮渣，必要時應(yīng)人工清除。(6)設(shè)備維護應(yīng)定期或視需要對金屬部件或設(shè)備進行防銹處理或維修。(7)運行測試污水懸浮物濃度通過測定進出水的懸浮物濃度即可知沉淀池的去除率。污水的BOD、COD濃度計算沉淀池的BOD、COD去除率，并比較進出水的BODCOD值。污泥的sv和固體濃度測定沉淀污泥的性能和數(shù)量，如MLVSSMLSS.,51,曝氣生物濾池工藝,沉淀池的異常問題及解

34、決對策(1)出水帶有大量懸浮顆粒原因：水力負荷沖擊或長期超負荷；因短流而減少了停留時間，以至絮體在沉降前即流出出水堰。解決辦法均勻分配水力負荷；調(diào)整進水、出水設(shè)施不均勻，減輕沖擊符合的影響，有利于克服短流；投加絮凝劑，改善某些難沉淀懸浮物的沉降性能，調(diào)整進入初沉池的剩余污泥的負荷。(2)出水堰臟且出水不均原因：污泥粘附、藻類長在堰上，或浮渣等物體卡在堰口上，導(dǎo)致出水堰臟，甚至某些堰口堵塞導(dǎo)致出水不均。解決辦法：經(jīng)常清除出水堰口卡住的污物；適當加藥消毒阻止污泥，藻類在堰口的生長積累。,52,曝氣生物濾池工藝,沉淀池的異常問題及解決對策(3)污泥上浮原因：污泥停留時間過長，有機質(zhì)腐敗解決辦法：保證

35、正常的貯泥和排泥時間；檢查排泥設(shè)備故障；清除沉淀池內(nèi)壁，某些死角的污泥。(4)浮渣溢流原因：浮渣去除裝置位置不當或去除頻次過低，浮渣停留時間長。解決辦法：維修浮渣去除裝置；調(diào)整浮渣刮除頻率；嚴格控制浮渣的產(chǎn)生量,53,曝氣生物濾池工藝,（5）污泥管道或設(shè)備堵塞原因：初沉池污泥中易沉淀物含量高。而管道或設(shè)備口徑太小，又不經(jīng)常工作造成的。解決辦法：設(shè)置清通措施；增加污泥設(shè)備操作頻率；改進污泥管道或設(shè)備。（6）刮泥機故障原因：利泥機因承受過高負荷等原因停止運行。解決辦法：縮短貯泥時間，降低存泥量；檢查刮板是否被磚石、工具或松動的零件卡住，及時更換損壞的連環(huán)、刮泥板等部件；防止沉淀池表面積冰；調(diào)慢刮泥

36、機的轉(zhuǎn)速。,54,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池濾料：（1）預(yù)處理：對于濾池中的生物濾料，在被裝入濾池前需對其進行分選、浸洗等預(yù)處理，以提高濾料顆粒的均勻性，并去除塵土等雜質(zhì)。（2）運行觀察與維護生物濾料在曝氣生物濾池中正常運行時，應(yīng)定期觀察生物膜生長和脫膜情況，觀察其是否被損害。有很多原因會造成微生物膜生長不均勻，這會表現(xiàn)在微生物膜顏色、微生物膜脫落的不均勻性上，一旦發(fā)現(xiàn)這些問題，應(yīng)及時調(diào)整布水布氣的均勻性，并調(diào)整曝氣強度來予以糾正。,55,曝氣生物濾池工藝,由于濾料容易堵塞，可能需要加大水力負荷或空氣強度來沖洗。在某些情況下，如水溫或氣溫過低，需要增加保溫措施。另外，由于濾池反沖洗強度過大

37、時有可能會使少量濾料流失，所以每年定期檢修時需視情況給予添加。,56,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池生物相觀察：對于城市污水處理廠，生物膜外觀粗糙，具有粘性，顏色是泥土褐色、厚度約300一400m。濾池中濾料上生物膜的生物相特征與其他工藝有所區(qū)別，主要表現(xiàn)在微生物種類和分布方面。一般來說，由于水質(zhì)的逐漸變化和微生物生長環(huán)境條件的改善，生物膜系統(tǒng)存在的微生物種類和數(shù)量均較活性污泥工藝大，尤其是絲狀菌、原生動物、后生動物種類增加，厭氧菌和兼性菌占有一定比例。在分布方面的特點，主要是沿生物膜厚度和進水流向呈現(xiàn)出不同的微生物種類和數(shù)量。在濾料層的下部(對于上向流)、濾料層的上部(對于下向流)或生物膜的

38、表層，生物膜往往以菌膠團細菌為主，膜也較厚；而在濾料層的上部(對于上向流)、濾料層的下部(對于下向流)或生物膜的內(nèi)層，由于有機物濃度梯度的變化，生物膜中會逐漸出現(xiàn)絲狀菌、原生動物、后生動物，生物的種類不斷增多，但生物量及膜的厚度減少。,57,曝氣生物濾池工藝,水質(zhì)的變化會引起生物膜中微生物種類和數(shù)量的變化。在進水濃度增高時，可看到原有特征性層次的生物下移的現(xiàn)象，即原先在前級或上層的生物可在后級或下層中出現(xiàn)。因此，可以通過這一現(xiàn)象來推斷污水有機物濃度和污泥負荷的變化情況。,58,曝氣生物濾池工藝,曝氣生物濾池運行中應(yīng)注意的問題a:溶解氧為了實現(xiàn)硝化、反硝化，必須在各段濾池中連續(xù)測定溶解氧數(shù)值，并

39、加以控制調(diào)節(jié)。在DC、CN濾池中的曝氣階段需要不斷調(diào)節(jié)溶解氧水平，使溶解氧達到較高水平(約2-3mg/l)，通過溶解氧(DO)在線檢測儀表測定濾池出水中的溶解氧濃度，并反饋至PLC控制系統(tǒng)，由計算機控制變頻器從而改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來達到目的；而DN濾池反硝化必須在缺氧的條件下進行，而在有氧的條件下反硝化過程就停止，所以運行中應(yīng)使濾池中溶解氧濃度達到較低水平(約0.2一0.5mgL)。,59,曝氣生物濾池工藝,B：濾料更新更換:因曝氣生物濾池需定期進行反沖洗，濾料會因反沖洗強度控制不當或磨損等原因而少量流失或損耗，故要定期根據(jù)填料損耗程度和處理水質(zhì)狀況進行適量補充，該過程一般集中在每年大修時進行。C

40、：反沖洗在曝氣生物濾池運行中，隨著運行的進行，濾料上生長的微生物膜漸漸增厚，在增厚初期，有利于去除率的提高；而在增厚到一定程度時，微生物的活性降低，并開始有一定程度的脫落。正常運行時，微生物膜的厚度一般應(yīng)控制在300一400m，此時生物膜新陳代謝能力強出水水質(zhì)好。,60,曝氣生物濾池工藝,當膜的厚度超過這一范圍時：氧的傳遞速率減小，微生物吸收的氧量過低，影響微生物的增殖，生物膜活性變差，同時又抑制絲狀菌的生長，結(jié)果使去除能力降低，出水水質(zhì)變壞；傳質(zhì)速度減緩，使微生物吸收有機物濃度過低，造成營養(yǎng)不足。此外，進水中的顆粒物質(zhì)被藏留在濾池的濾料空隙中，同時，過量生長的微生物也聚集在生物曝氣濾池表面和填料的空隙中。隨著處理過程的持續(xù)運行，填料的空隙度減小，這時曝氣生物濾池的運行加大濾池的水頭損失，最后總的水頭損失可能達到或接近使設(shè)計流量通過生物曝氣濾池所必須的水頭或是出現(xiàn)顆粒穿透。在這種情況下，曝氣生物濾池即應(yīng)停止運行并進行反沖洗。,61,曝氣生物濾池工藝,反沖洗是維