污水处理中曝气生物滤池应用研究

来源:用户上传      作者:祝烨烨

　　摘要：曝气生物滤池是常见的污水处理技术，其能去除多种有害物质，具有出水水质好、高效节能、成本低等诸多优势，因而在污水处理中得到日益广泛的应用。本文先对曝气生物滤池进行了概述，然后，重点研究了其在污水处理中的应用，希冀能为我国污水处理提供一定的参考与借鉴。
　　关键词：污水处理;曝气生物滤池;生物膜处理工艺
　　Abstract：Aerated biofilter is a common sewage treatment technology，which can remove a variety of harmful substances and has many advantages such as good effluent quality，high efficiency， energy saving，low cost and so on.Therefore，it is increasingly widely used in sewage treatment.In this paper， biological aerated filter is summarized firstly，and then its application in sewage treatment is mainly studied， hoping to provide some reference for sewage treatment in our country.
　　Key words：Sewage treatment;Biological aerated filter;Biofilm treatment process
　　曝气生物滤池简称BAF，是欧美在20世纪80年代末开发的一种新型生物膜法污水处理工艺，与传统的污水处理工艺相比，其具有非常明显的占地小、成本低、效率高等优点，近年来在我国不少污水处理厂中得到了越来越多的应用，处理城镇污水、工业废水及农村污水等的效益非常显著。本文拟对曝气生物滤池在污水处理中的应用进行研究，以供参考。
　　1 曝气生物滤池概述
　　1.1 曝气生物滤池的原理
　　从本质上来看，曝气生物滤池是固、液、气三相共存的生物膜处理工艺，属于接触氧化和过滤相结合的新兴的废水好氧生物处理技术，也可以说是普通生物滤池的变形方式。其核心技术是应用多孔性的滤料，并将其作为生物载体来进行污水处理。在曝气生物滤池的装置顶部设置了布水系统，能均匀地将污水分布到滤料的表面，这样，液滴状的污水就能够充分地与氧气进行接触。微生物在滤料表面通过附着-脱附-再附着，最后形成一层稳定的生物膜，就不再继续进行脱附。因为膜内存在好氧区和缺氧区，具有较高的活性，污水一旦流经生物膜，就可以将污染物成功去除。污水在系统中，从上至下流经滤料，之后在系统中进行循环利用，或者自装置底部排出。曝气生物滤池单位体积的生物量数超过了活性污泥法的数倍，同时，曝气生物滤池所用的填料细小，具有较强的过滤作用，出水不用再进行沉淀。曝气过程中气泡行程与气液接触时间都很长，通过滤料的多次剪切，能极大地提高氧的利用效率，减少能源消耗。整体来看，曝气生物滤池具有池体体积小，工艺流程简单，菌群结构合理，处理负荷高，处理效果好，耐冲击负荷、不需二沉，受气温影响小等优势，市场应用前景广阔。
　　1.2 曝气生物滤池的优势与不足
　　1.2.1 优势
　　曝气生物滤池充分借鉴了接触氧化法和给水快滤池两种污水处理技术的设计思路，其主要优势如下：一是生物量高于活性污泥工艺，其滤料为颗粒状，粗糙多孔，非常利于更多的微生物附着生长，保证反应器内的生物量得到有效维持。二是其具有给水快滤池的技术特点，处理流程短，不仅能快速、有效地去除污水中的悬浮固体（SS），还不需要进行二沉，因而整体基建投资比较低。三是菌群结构合理，在曝气生物滤池污水流程中，能形成多种优势生物菌种，在同一个容器中就能降解有机物，发生硝化和反硝化等。四是耐冲击负荷强，能较好地适应水质、水量、环境变化等。五是在设置回流或单独设置反硝化段时，脱氮效果也非常良好。
　　1.2.2 不足
　　一是对进水SS有较高的要求，需要对其进行严格的预处理，如果不这样，将极有可能堵塞滤料，增加了使用风险。二是要定期对滤池进行反冲洗，以便将滤层中截留的水中悬浮物和脱落的生物膜去除，同时，将滤料上老化的生物膜洗脱掉。在进行反冲洗时，需要将曝气生物滤池的工作中止，且恢复运行也需要一定的时间。尤其是在进水悬浮物比较多的情况下，反冲洗次数也会比较多，使得滤池的运行周期较短，增加运行成本。三是生物除磷效果不够理想，在除磷过程中，需要采用化学法进行辅助。四是滤池产生的污泥无机成分高，难以进行充分的消化利用。
　　2 曝气生物滤池在污水处理中应用
　　2.1 科学选择滤料
　　滤料是生物膜的载体，也是曝气生物滤池的核心构成部分，具有截留悬浮物质的作用，对曝气生物滤池性能具有极大的影响。作为微生物生长、附着的场所，滤料可以促进污水处理过程中微生物增殖和更新。而且，污水也是通过滤料来流动的，经过滤料后，水质会有很大的提高。而进水中的部分悬浮物也会被滤料截留在表面或空隙内。鉴于滤料的这种作用，在选择滤料时，就应根据进水水质与污水厂实际，优先选择相对适合的滤料，如材料获得方便、比表面积大、孔隙率较大、质轻且具有一定机械强度、成本低等，以达到降本增效的作用。现在常用的滤料主要是粒状滤料、不规则多孔滤料、蜂窝或波纹板滤料，其中，蜂窝或波纹板滤料属于新型滤料，其制作原料主要是玻璃钢或塑料，耐用度较高。
　　2.2 合理设置气水比
　　对于曝气生物滤池来说，在其运行过程中，气水比数据的设置十分关键，直接影响着滤池的运行效果。曝气能够为微生物提供溶解氧，还能快速扩散有机物和微生物相互作用的产物，减少滤料堆积，促进生物膜及时脱附。相关研究顯示，如果气水比过低，就会严重影响有机物的溶解效果;如果过高，就会使得冲刷强度太大，影响有机物降解并增加能源消耗。通过实践证明，曝气生物滤池最为恰当的气水比是3：1，最佳水温在15℃。确定好气水比后，检查水路与气路通畅与否，再进行填料和挂膜。一般来说，自然挂膜比较适合夏季使用，且需要水中具有较高的可生化成分含量;接种挂膜比较适合水中可降解微生物较少的情况，运行过程中要加强对有机物浓度的监测，完成挂膜大约需要一个月，只有可降解有机物去除率达到20%～30%，就可认为挂膜完成。
　　2.3 加强运行维护
　　在曝气生物滤池运行期间，由于生物陶粒滤池会受到微生物的敏感性影响，必须要加强管理与维护。先要确保滤池水环境良好，防止因为滤池负荷发生较大变化，导致滤池运行不够稳定。同时，还要确保供气稳定、充分，因为溶解氧是细菌生长的必要条件，只有曝气充分，才能促进其生长。要严格按照相关规范要求来进行反冲洗，反冲洗过程中，因项目处理量比较大，需要的时间长，要做好规划和安排，以确保水池的有效性。为了增加曝气生物滤池的运行周期，降低反冲洗频次与能源消耗，最好是应用BAF工艺来预处理水，减少杂质和SS进入曝气生物滤池。某污水处理厂采用曝气生物滤池进行污水处理，结果显示效果达到预期目标。
　　3 结语
　　与传统污水处理技术相比，曝气生物滤池优势非常显著，能实现污水处理效益最大化，因而在污水处理方面应用前景广阔，不过当前曝气生物滤池还存在部分问题需要进一步研究解决。在具体应用中，应结合实际情况，进行合理应用，并在实践中不断探索总结，使曝气生物滤池的各方面性能都能得到持续的完善，以便更好地发挥其在污水处理中的积极作用。
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　　收稿日期：2020-05-17
　　作者简介：祝烨烨（1984-），男，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为污水治理。
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