1、曝氣生物濾池,BAF工藝,環(huán)境工程：袁艷,Ni,一、概述,曝氣生物濾池(biological aerated filter)簡稱BAF，是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，被稱為第三代生物膜法工藝。該工藝是綜合了傳統(tǒng)生物膜法工藝和快濾池工藝的運(yùn)行特征，為適應(yīng)不斷提高的排放標(biāo)準(zhǔn)以及廢水的資源化回用率而研究和開發(fā)出來的。,Ni,概述,BAF不僅可用于污水處理廠的深度處理，而且已較廣泛地應(yīng)用于城市污水、生活雜排水以及各類工業(yè)廢水的處理。 隨著研究的深入，曝氣生物濾池已從最初以有機(jī)物去除為主要目標(biāo)、功能單一的Biocarbon BAF工藝型式逐漸發(fā)展為具有去除SS、COD、

2、BOD5、硝化、脫氮除磷等多重功效的新型BAF工藝型式。,Ni,概述,BAF工藝的最大特點(diǎn)是集有機(jī)物的生物氧化和懸浮固體的截留于一體，不僅可以有效地去除BOD5和SS，還可以實(shí)現(xiàn)有效的脫氮除磷功能，對有害物質(zhì)（AOX）也有良好的去除效果。節(jié)省了后續(xù)二沉池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。 此外，還具有有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短、出水水質(zhì)高及所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。,Mi,概述,在濾池中裝填有一定量的濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，運(yùn)行時(shí)，濾池內(nèi)部曝氣。 污水流經(jīng)時(shí)，利用高比表面積濾料帶來的高活性生物膜的氧化降解能力，對污水進(jìn)行快速凈化，此為氧化降解過

3、程； 同時(shí)，流水經(jīng)過，濾料成壓實(shí)狀態(tài)，截留污水中懸浮物，確保脫落的老化生物膜不隨水流漂出，此為過濾阻截過程； 運(yùn)行一段時(shí)間后，水頭損失會(huì)增大，需對濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖洗過程。,BAF可分為升流式和降流式，除了污水在濾池中的流向不同外，其池型結(jié)構(gòu)基本相同。,二、BAF工藝的構(gòu)造,從圖中可看出，曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)形式主要由承托層、濾料層、布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)（包括反沖洗空氣和反沖洗水）五個(gè)部分構(gòu)成。,BAF工藝的構(gòu)造,BAF工藝的構(gòu)造,1承托層 承托層主要是為了支撐濾料，防止濾料的流失和濾頭的堵塞。要求其具有良好的布水均勻性和一定的承載強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性

4、。 工程中一般選用鵝卵石作為承托層。承托層的裝填必須要有一定的級配，一般從上到下粒徑逐漸增大，層高為0.40.6m。,BAF工藝的構(gòu)造,2 濾料層 濾料是BAF工藝的關(guān)鍵和核心組成部分。 BAF以采用單一均質(zhì)濾料為特征。 目前常用的濾料主要有石英砂、輕質(zhì)陶粒及塑料顆粒（合成纖維、聚苯乙烯小球）等。,BAF工藝的構(gòu)造濾料,在選擇濾料時(shí)應(yīng)掌握以下原則： 形狀規(guī)則，以球形為佳。 機(jī)械強(qiáng)度高。 具有良好的生物化學(xué)穩(wěn)定性。 比重適中。 比重過大，會(huì)造成在反沖洗時(shí)濾料懸浮困難并使 反沖洗時(shí)能耗增加；比重過小，又容易引起跑料。 濾料表面必須粗糙。 表面粗糙度大，初期掛膜快，反沖洗時(shí)又可以減少生 物膜的脫落程

5、度。 多孔性。濾料良好的孔隙率能為菌膠團(tuán)提供最佳的生 長條件。,Ni,幾種濾料的物理性質(zhì)比較,BAF工藝的構(gòu)造濾料,BAF工藝的構(gòu)造濾料,BAF工藝的構(gòu)造濾料,濾料的粒徑和級配與對BAF的運(yùn)行有重大影響：,從表3-4可以看出，較小粒徑的濾料，出水水質(zhì)較好。 但表3-5反映出濾料粒徑小，其納污能力也小，所以容易發(fā)生堵塞，運(yùn)行周期短，需要的反沖洗水量較大。且濾料粒徑越小，水頭損失也越大，故不適合高水力負(fù)荷的情況。,目前，普遍使用的濾料粒徑為2.08.0mm。 當(dāng)處理廢水的SS較高時(shí)，粒徑不宜小于2.04.0mm。,3布水系統(tǒng) 曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)包括進(jìn)水布水和反沖洗布水兩個(gè)方面。 進(jìn)水布水包括：

6、配水室和配水濾頭 配水室的作用是使某一短時(shí)段內(nèi)進(jìn)入濾池的污水混合均勻，通過配水濾頭均勻的進(jìn)入濾料層；除了作為濾池正常運(yùn)行時(shí)布水用外，也作為定期反沖洗時(shí)的布水用。 對于下向流濾池，布水系統(tǒng)的主要作用是用作濾池的反沖洗布水和收集凈化水。,BAF工藝的構(gòu)造,BAF工藝的構(gòu)造反沖洗布水,反沖洗系統(tǒng)必須： 有足夠的水頭； 在BAF的整個(gè)過水?dāng)嗝嫔戏植季鶆颉?反沖洗布水系統(tǒng)：,除采用上述的濾板、濾頭配水方式外，也有小型的曝氣生物濾池采用穿孔管配水(管式大阻力配水方式)的形式。 曝氣生物濾池一般采用管式大阻力配水方式，其形式如下圖所示。,BAF工藝的構(gòu)造布水系統(tǒng),BAF工藝的構(gòu)造,4布?xì)庀到y(tǒng) 包括： 正常運(yùn)

7、行時(shí)供氧所需的曝氣系統(tǒng) 進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)的供氣系統(tǒng) BAF屬于附著生長型的好氧生物處理工藝，因此保持足夠的DO是保證其生物膜高活性以及處理功能有效發(fā)揮的前提。,BAF工藝的構(gòu)造布?xì)庀到y(tǒng),曝氣生物濾池一般采用鼓風(fēng)曝氣形式，布?xì)庋b置主要有大、中孔口穿孔管和濾頭（如單孔膜專用曝氣器）兩種。,Ni,BAF工藝的構(gòu)造布?xì)庀到y(tǒng),曝氣生物濾池一般采用鼓風(fēng)曝氣形式，布?xì)庋b置的選擇需要考慮對氧的利用率以及對濾料層足夠的沖刷作用，主要有大、中孔口穿孔管和濾頭（如單孔膜專用曝氣器）兩種。 圖1140/43其中穿孔管布?xì)庠靸r(jià)較低，并具有良好的沖刷作用，可延緩阻塞，但對氧的利用率較低。,布?xì)夤艿赖脑O(shè)置通常有三種方式

8、： 濾層曝氣式：將曝氣管設(shè)置在濾料下層。 承托層曝氣式：將曝氣管設(shè)置在承托層內(nèi)。 承托層下曝氣式：將曝氣管設(shè)在濾池底部集水空間， 與反沖洗空氣管道合二為一。,BAF工藝的構(gòu)造布?xì)庀到y(tǒng),BAF工藝的構(gòu)造,5. 反沖洗系統(tǒng) 氣水聯(lián)合反沖洗 目的：去除濾池運(yùn)行過程中截留的各種雜質(zhì)及老化脫落的生物膜。 程序：先降低濾池內(nèi)的水位并單獨(dú)氣洗，而后采用氣水聯(lián)合反沖洗，最后再單獨(dú)水洗。一般由微機(jī)自動(dòng)控制。頻率通常為1次/d。 反沖洗系統(tǒng)應(yīng)有相應(yīng)的流量計(jì)量裝置，以保證準(zhǔn)確掌握好沖洗強(qiáng)度，以使濾層有輕微膨脹為原則。既要促使老化生物膜和被截留的SS與填料分離，又要避免導(dǎo)致濾料的流失和對濾料過分沖刷，使其表面生長的生

9、物膜脫落而影響處理效果。,根據(jù)水流流向的不同，BAF工藝有兩種運(yùn)行方式： 升流式（UBAF） 降流式（DBAF）,三、BAF工藝的運(yùn)行方式,聚苯乙烯小球,輕質(zhì)陶粒濾料,石英砂,目前多采用升流式 在升流式BAF中，曝氣和水流方向相同，持續(xù)的曝氣所產(chǎn)生的紊動(dòng)均化作用有利于布水的均勻性。 升流式工藝在水流和氣流的同向上升過程的沖刷作用下以及經(jīng)過反沖洗后濾料自然形成的濾料粒徑分布，可以把廢水中的SS帶至濾池中部，使濾料納污能力增強(qiáng)，延長濾池的工作時(shí)間。 升流式更易于通過曝氣管道設(shè)置位置的變化實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的處理功能。 曝氣生物濾池本質(zhì)上看采用的是類似于活性污泥法中的漸減曝氣法，其工藝的實(shí)質(zhì)是根據(jù)底物降解規(guī)律

10、合理分配水中供氧量。而曝氣生物濾池又屬于推流式反應(yīng)器，底物濃度沿濾層遞減。所以，DO和底物協(xié)調(diào)合理的分配方式使得升流式的凈化效果優(yōu)于降流式。,BAF工藝的運(yùn)行方式,根據(jù)處理功能分： 以有機(jī)物去除為目標(biāo)的運(yùn)行方式（C-BAF） 以硝化為目標(biāo)的運(yùn)行方式（N-BAF） 以脫氮為目標(biāo)的運(yùn)行方式（DN-BAF） 以脫氮除磷為目標(biāo)的運(yùn)行方式（NP-BAF） 實(shí)現(xiàn)不同功能運(yùn)行方式的主要區(qū)別在于曝氣管道在濾層中布置位置、過濾出水回流的設(shè)置以及工藝設(shè)計(jì)負(fù)荷的不同。,BAF工藝的運(yùn)行方式,曝氣管道設(shè)置在濾池的底部及以下（包括設(shè)置在承托層或與反沖洗空氣管道聯(lián)合設(shè)置在底部集、配水空間，即承托層曝氣式和承托層下曝氣式）

11、，通過曝氣作用使整個(gè)濾池處于好氧狀態(tài)，不設(shè)置出水回流系統(tǒng)，設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷較高，操作運(yùn)行簡單。,1、C-BAF運(yùn)行方式,2、N-BAF運(yùn)行方式 N-BAF與C-BAF的運(yùn)行方式基本一致，不同點(diǎn)在于其設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷較低或所需運(yùn)行停留時(shí)間（HRT）較長，以滿足硝化菌的生長繁殖條件。,以上兩種BAF均可以升流式或降流式運(yùn)行,3、DN-BAF運(yùn)行方式 曝氣管道設(shè)置在濾層內(nèi)部（濾層曝氣式）。曝氣管道將整個(gè)濾床分割成好氧和缺氧兩個(gè)區(qū)域，通過將部分出水回流至濾池底部，使BAF以An/O工藝方式運(yùn)行。 在好氧區(qū)充分實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化降解和氨氮的硝化，在缺氧區(qū)通過出水回流及進(jìn)水中輸入的有機(jī)底物實(shí)現(xiàn)反硝化，從而實(shí)現(xiàn)脫氮功能。,4、NP-BAF運(yùn)行方式 NP-BAF與DN-BAF的運(yùn)行方式基本一致，不同點(diǎn)在于其所使用的濾料應(yīng)對磷具有良好的吸附能力，同時(shí)一般需要與其前處理工藝相結(jié)合，在前面增設(shè)必要的物化強(qiáng)化處理措施。,以上兩種BAF只適用于升流式,無論BAF以上述何種方式運(yùn)行，實(shí)際上都具有比傳統(tǒng)活性污泥