曝气生物滤池的运行管理

赵永利

【摘 要】本文介绍了利用曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，简称BAF）作为核心的污水深度处理装置运行过程中对有机物处理的效果及运行存在的问题。350吨/时污水深度处理项目是公司确定的在2009年上半年建成投用并争取政府环境保护专项资金支持的环保减排项目。2009年3月6日项目正式开工建设，2009年6月26日工程中交，进行开工前准备，2009年8月18日试运行，至今始终为循环水补水系统提供合格的中水。

【关键词】曝气生物滤池 管理 工艺

1 污水深度处理工艺流程

1.1工艺流程

我公司污水处理场的设计能力为650t/h，所采用的工艺为“沉砂→调节→隔油→一级浮选→二级浮选→曝气→二沉池→砂滤”，达到沿海城市国家二级排放水标准，排入大海。为达到节水减排、实现污水零排放的目的，公司决定兴建污水深度处理回用项目。经过多方技术研讨及中试试验，最后采用“臭氧+BAF”联合生化处理工艺。

（1）目的：污水处理场出水经过深度处理后，成为再生中水，做为循环水场的正常补水。

（2）规模：污水深度处理装置进水量为350t/h。

（3）工艺流程：原排放污水→集水池→气浮系统→臭氧氧化→曝气生物滤池→高效纤维束过滤→二氧化氯杀菌消毒→回用。

污水取自原污水处理厂石英砂过滤出水，相对水质水量均比较稳定，自流入地下污水集水池，由水泵经引水罐引水提升至综合厂房气浮系统，气浮系统的主要功能在于去除水中的油和悬浮物。其工作原理是是利用压力将空气溶于水中，通过骤然减压，释放出大量微小空气泡，气泡与絮体（污水中加入絮凝剂、助凝剂后反应形成的）相结合浮至液面，被刮渣机刮至集泥槽，从而达到固液、液液分离的目的。

由于深度处理装置的入水已经经过前期生化处理，污水的可生化性很差，因此气浮出水要先进行臭氧氧化，提高B/C比即提高污水生化性后才能压力提升至曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，简称BAF）。曝气生物滤池工艺按照进水方式划分可以分为上向流、下向流。本项目中采用的是上向流曝气生物滤池。曝气生物滤池出水流入中间水池，压力过滤（高效纤维束过滤器）后经二氧化氯消毒流入清水池，达到回用水标准后由回用水泵送到第二循环水场。

2 350吨/时污水深度处理装置运行状况

设计350吨/时污水深度处理回用装置进、出水指标；如表1所示。

3 曝气生物滤池

3.1 工艺运行管理

BAF污水处理工艺是90年代初最先在欧美发展起来的一种新型污水生物处理技术。是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来的，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池（二沉池）；其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，出水水质好等特点。可广泛用于水体富营养化、生物污水、市政污水、生活杂排水、食品加工、酿造、化工、制药、印染等可生活的污水和废水处理。

BAF生物滤池是整个工艺的核心部分。我公司的生物滤池分为两级滤池，每级4个滤池，一、二级滤池组为串联运行，共计8个生物滤池。滤料采用陶粒滤料，靠滤料间的生物膜对污水有机物进行降解，并靠滤料对悬浮物进行截留。时间一长，滤阻增大，需对滤池进行反冲洗。

合理的调整反冲洗时间，对滤池的恢复和运行以及能耗都比较重要。滤池冲洗不到位会导致冲洗的频率增加，过度冲洗又会使生物膜流失，延长滤池的恢复时间。在实际运行中，我们发现专利商提供给我们的反洗频次不适应日常运行需要，主要反应在二级滤池，过频的反洗破坏了生物膜，使自养菌大量消失，造成出水氨氮超标，我们通过反复摸索，将硬性的反洗频次改为以一、二级生物滤池的SS作为反洗指标。通过对SS的观察，制定出一二级滤池的反洗时间，一级滤池因负荷较大，冲洗时间在16～36小时，二级滤池冲洗时间在36～72小时。冲洗时由1名操作员在中控室远程操作，1名操作员在现场指挥，根据冲洗的情况，增加汽冲、汽水联合冲洗、水漂洗的强度和时间。如遇滤池堵塞严重时，可增加到两台鼓风机、两台水泵联合冲洗，但要防止因强度过大造成冲洗池漫水，每次冲洗的时间通常在25～30分钟，冲洗水量在500～550立方米左右。

3.2 结论

3.2.1 BAF工艺优点

（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷。曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/l），高浓度的微生物量使得BAF

的容积负荷增大，减少了池容积和占地面积，使基建费用大大

降低。

（2）工艺简单、出水水质好。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过15mg/l。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可用于回用。

（3）抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题。

（4）氧的传输效率高。曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：1因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；2气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；3理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。

（5）易挂膜、启动快。BAF调试时间短，一般只需7～12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

（6）菌群结构合理。传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。

（7）自动化程度高。由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

3.2.2 BAF工艺的缺点是需要定期反冲洗

随着过滤的进行，滤料表面新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致SS发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的微生物膜及SS，恢复其处理能力。