曝气生物滤池技术在污水及中水处理中的应用

摘要：曝气生物滤池（BAF）在污水及中水处理中逐渐得到大量的推广应用，以其为代表的膜生物技术是今后污水及中水处理的主要发展方向。文章对曝气生物滤池技术进行了介绍，并对其主要特点加以分析，为曝气生物滤池技术的推广应用提供了理论依据。

关键词：污水处理；中水处理；曝气生物滤池；生物膜法；滤料 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2015）18-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.050

1 曝气生物滤池简介

曝气生物滤池（简称BAF）是一种先进的污水处理技术，兼有生物化学反应和过滤双重功能。主要的工艺特点是在滤池中填装一种特殊要求的粒状滤料，使滤料表面生长出大量微生物，形成了一层生物膜。在滤料底部通入压缩空气（称为工艺用气），提供微生物降解污水中污染物质所需的氧。当污水（如生活污水、城市污水和某些工业废水）中含有较多的悬浮固体物质，在进入曝气生物滤池前，需采用预处理，减少污水中悬浮固体物质的含量，以免滤池过快地被堵塞，常用的预处理方法有沉淀和气浮等。污水通过滤料层，污水中的溶解性有机物和氨氮，可被微生物降解去除，不溶性的颗粒物被过滤去除。沿水流方向，进水端具有大量异氧菌，能快速降解有机物，去除COD、BOD5；出水端存在大量固着的硝化菌，不受泥龄的限制，可产生效果很好的硝化作用，去除氨氮，得到高质量的出水。曝气生物滤池经过一段时间的运行，由于微生物的增长和滤料层中截留了大量进水中的悬浮物，使生物膜变厚，滤料层中的孔隙逐渐被堵塞，引起水头损失增加。通过设在池底的反冲系统进行气、水联合反冲，去除多余的生物膜，可使滤池恢复功能正常工作。利用部分出水作为反冲用水，反冲出水返回处理系统，再进行处理。

曝气生物滤池用于污水处理在国内外已有应用，处理的效果与采用滤料的性质有很大的关系，滤料除了要求有一定的强度、耐水性、耐腐蚀性外，还要求具有较大的比表面积（单位重量滤料具有的总表面积，包括外表面积和内孔表面），可提高滤料层中生物化学反应的速率；密度小，可使反冲洗容易；空隙率大，可使滤料层中能容纳的微生物量大，提高处理效果，加长反冲洗周期；表面粗糙，使微生物容易固着；具有大孔结构，使微生物能进入到滤料颗粒的内部，增大实际有用的比表面积。

曝气生物滤池要求进水的SS浓度不能太高，一般不应高于100mg/L，否则会导致滤料层很快被堵塞，缩短运行周期，反冲洗频繁，故在曝气生物滤池前一般需设置如沉淀池和气浮池等的去除SS的设备。曝气生物滤池还要求进水有机物浓度不能太高，因为有机物在生物降解过程中会引起微生物繁殖，产生大量污泥，也会很快使滤料层堵塞，一般要求进水中的BOD5不超过400mg/L左右。但曝气生物滤池却特别适用于低浓度的污水处理，不受进水浓度低的限制，如可用作给水处理中的受微污染水源水的预处理，去除水中微量的氨氮和有机物，这是曝气生物滤池很突出的一个特点。活性污泥法则相反，不适合用作低浓度污水的处理，一般认为若进水BOD5小于约60mg/L，微生物得不到足够的食料，难于繁殖，形成不了大量絮凝性能良好的活性污泥，使污水处理难以进行。

2 曝气生物滤池应用于污水处理的技术经济特点

2.1 处理效果

曝气生物滤池较适用于浓度较低且B/C值较高的污水处理，与其他污水生物处理工艺相比，曝气生物滤池兼有生物化学反应和过滤双重作用，对去除COD、BOD5、NH3-N、SS或浊度的效果都要比一般的生物处理的好，出水浊度低于5NTU，外观接近于自来水，但对去除TN和TP的效果则较差。若要提高去除TP的效果，可在曝气生物滤池的进水中投加铝盐或三价铁盐，生成铝或铁的磷酸盐沉淀，通过过滤除去。若要进一步去除TN，则需采用较为复杂的A/O型曝气生物滤池或附加其他措施，曝气生物滤池的优势就会相对减小。

目前污水处理出水水质执行的标准或规范有三种：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）是针对城镇污水处理厂排放的污水；《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）是针对其他各种污水；《污水再生利用工程设计规范》（GB 50335-2002）是针对各种不同用途的回用水。其中只有前一个标准GB 18918-2002中的一级标准对TN有要求，后两个标准或规范除景观用水外，对TN都无要求，故曝气生物滤池只要不用在城镇污水处理出水要求执行一级排放标准或要求出水回用作为景观用水，处理效果都是很容易保证的。

曝气生物滤池耐低温的能力较强，受冬季水温下降的影响小，且耐冲击负荷，出水水质较稳定，设备启动快，一般只需约10天就能完成微生物培养，使设备正常工作，而且能适应长时间的间歇运行，即使停止进水数月，也可使微生物保持有一定的活性，一旦再进水恢复工作的速度很快，这是采用其他污水处理工艺难于做

到的。

曝气生物滤池用作深度处理，除了可进一步去除COD、BOD5、SS或浊度外，还可以去除NH3-N，而采用传统的混凝沉淀和过滤方法，则基本上无去除NH3-N的

效果。

2.2 经济性

若要求污水处理的出水达到排放标准的要求（执行GB 18918-2002中的一级标准除外），曝气生物滤池的投资费用与一般的污水处理工艺相比，无十分明显的优势，但运行费用会有显著的降低。若要求污水经处理后达到回用水的水质标准，无论是曝气生物滤池作为二级处理或深度处理，投资费用和运行费用较一般的污水处理工艺都会有很显著地减少，因为一般的生物二级处理工艺的出水水质难于达到回用水的水质标准，必须附加其他费用较高的深度处理工艺。

2.3 占地面积

与其他污水生物处理工艺相比，曝气生物滤池的设备容积要小很多，且不需要二次沉淀池，占地面积要少得多。

2.4 管理方便

曝气生物滤池运行十分平稳，在运行中不需要经常进行水质监测，调整运行参数，操作简单。滤池的反冲洗是该工艺较为繁杂的一项工作，这可采用自动化控制来解决，故曝气生物滤池的管理是十分方便的，可减少管理人员。

2.5 卫生和景观

曝气生物滤池设备的容积较小，与空气接触的表面积很少，仅有微弱的异味产生，属污水生物处理中卫生条件最好的。由于曝气生物滤池的容积小，可置于室内，故采用曝气生物滤池污水处理工艺，在地面上除建筑物和草坪外，见不到庞大的钢筋混凝土池子，具有十分良好的卫生条件和景观。

3 结语

曝气生物滤池与其他污水处理工艺相比，在技术经济上具有各种明显的优势，特别是用作回用水的处理，这些优势格外明显，故将曝气生物滤池用作污水及回用水处理是该项技术今后的主要发展应用方向。

参考文献

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[2] 李亚峰，张娟，张沛泽，白园博.曝气生物滤池的自然挂膜启动分析[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2008，（6）.

[3] 李亚峰，贾新军，邵茁，等.曝气生物滤池沿滤层高度的工作性能[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2007，23（5）.

作者简介：李小军（1980-），男，甘肃陇西人，甘肃金桥水科技（集团）股份有限公司工程师，研究方向：市政及工业水处理。

（责任编辑：黄银芳）