曝气生物滤池在给水处理中的运行效果

刘兴旺，周伟达

（国家能源集团泰州发电有限公司，江苏 泰州 225300）

曝气生物滤池主要是依靠附着在滤料上的生物膜来完成，BAF对粒径较大的悬浮物具有截留作用，从而降低了出水的浊度。随着饮用水源污染的严重，曝气生物滤池被用于净化水源。

1 曝气生物滤池预处理

曝气生物滤池是当前一种新型的生物膜处理技术，与传统的活性污泥处理方法相比，该技术具有占用空间小、有机负荷高、氧转移效率高、废水水质好等优点，在世界范围内得到广泛的应用，特别是在污水处理、工业废水处理以及给水方面。

近年来，城市饮用水中出现了一些含氨氮的污染和有机污染。普通水处理工艺难以保证废水水质、氨氮等指标完全符合生活饮用水的标准要求。通过对此类微污染水源的研究发现，利用曝气生物滤池技术可全面、有效地去除被污染水体中的各种有机物等有害物质，对氨氮等元素的去除率高达80.0%以上，对耗氧量、浊度、铁和锰等也有较好的去除效果。曝气生物滤池的预处理减少了消毒过程中氯的消耗和有机物的形成，降低了管网细菌的滋生，提高了饮用水的安全，同时减少了化学药剂的用量。采用生物空气过滤对微污染水进行预处理，可取得良好的效果。

曝气生物滤池应用于水处理领域，已成为微污染水资源预处理的有效途径。曝气生物滤池生物预处理项目应用于给水处理，也取得了良好效果。对比进水生物曝气过滤和废水过滤生物曝气，微污染原水中的有机污染物和氨氮含量低于城市废水。微污染原水的预处理是在过滤材料上进行的，它对表面积要求较低，通常以亚硝化细菌以及硝化细菌为主。给水中生物滤池的作用是去除原水中的氨氮污染物，但它对悬浮物要求不高。此时，氮以及相关污染物被微生物削弱了过滤功能。与曝气生物滤池在处理中的作用相比，微污染原水中无机砂粒和悬浮物杂质含量更高。软体动物等水生生物和藻类的生长会造成过滤器和过滤孔堵塞。如果水体中氨氮和有机物的含量较大，必须选择对污染物适应性较强的处理工艺[1]。

2 给水曝气生物滤池的特点

曝气生物过滤器或渗漏生物过滤反应器是欧美国家发展起来的固定式生物膜废水处理技术。其应用领域为污水处理、净化水工艺、食品加工和造纸厂等工业废水处理。

目前，曝气生物滤池技术已逐步应用于净水工程领域，成为微污染水资源预处理的有效手段之一。该技术主要依靠滤材的生物膜去除水中的污染物。同时，该方法对处理粒径较大的悬浮物具有良好的滞留效果，降低了废水的浊度。当有基质水流过滤床时，微生物吸收养分，在填料上大量繁殖、积累并形成生物膜。过滤器内部的曝气可以保证微生物的耗氧量。在生物滤池运行中，因微生物代谢活动物的吸收和悬浮物的积累而繁殖，导致生物膜厚度和膜结构逐渐增加，由于缺氧形成厌氧和兼性微生物的厌氧层。在反冲洗的作用下，老化的生物膜表面脱落，脱落后的表面又形成新的生物膜，反复进行以确保生物滤池处理的稳定性。微生物的生长，使其在反应器中可以停留更长时间，使亚硝化细菌等微生物可以在反应器中不断进行积累，确保其中具有良好的氨氮。过滤器运行时，要及时加入定量的空气。曝气的作用是双重的，可提供生物氧化反应的氧气，同时还要在处理反应器中提供定量的水流，以全面有利于污染物、细菌和氧气有效接触，保证反应效果，加速更换生物膜的速度，保证生物膜具有够足的氧化能力。考虑到可利用的地表水资源，曝气生物滤池在水处理领域的应用与废水相比具有一定的应用优势。生物膜通常以亚硝化细菌和硝化细菌自养微生物为主，因此生物过滤器对氨氮的去除有更高的要求。必须使滤料与未经处理的水接触，以提高氨氮等其它物质的降解效率，削弱其过滤功能。在微污染水体中，其各种杂质常远高于生物过滤废水的入口，软体动物和藻类等水生生物会导致过滤头和曝气头堵塞。在实际应用中，需要选择对污染物适应性强的处理工[2]。

3 曝气生物滤池常规处理强化工艺

经过曝气生物滤池预处理后，曝气生物滤池的出水可回用，达到比常规处理更好的水处理效果。曝气生物滤池能分解水中的污染物，除了比表面积高的滤材上的生物膜外，还有大量的生物污渍。材料生物膜和空腔内的生物，具有非常强的生物活性，其絮体的降解功能与生物膜的重要性相同。曝气生物滤池携带大量的硝化细菌和微生物，如果没有事先氯化，微生物和沉淀物会随着水流进入正常的处理过程，发挥了活性污泥的作用，保证了生物循环利用的可能性，提高下一步处理工艺的生化去污效果。随着常规处理工艺对系统的优化，提高整个水处理系统的处理效果也很重要。生物曝气过滤器预处理工艺的使用，对下游处理工艺中的混凝剂用量影响较大。生物预处理技术可有效降低原水中的颗粒，使胶体颗粒部分失稳，电位的值与稳定性有一定的相关性，影响原水混合物。同时利用生物预处理技术，还能减小污染原水中的颗粒电位，因此也减少了混凝剂的使用量。使用生物通风过滤器作为预处理对絮凝剂的影响，当池内浊度量基本相同时，预处理后絮凝剂用量可减少16%左右。生物预处理技术能降低混凝剂的用量，因为它可以降低部分原水因生物聚集和过滤截留导致的浊度问题。生物预处理可降低原水的浊度、降低原水颗粒的电位，并促进废水颗粒的不稳定和团聚，减少后续常规处理中对混凝剂的需求。

从整个处理系统的净水过程来看，曝气过滤处理系统在去除致突变有机物方面优于传统水处理系统。关于处理系统和混凝处理对供水中致突变污染物的影响，对消毒有增强作用。生物处理的氯化消毒对用水的致突变性无明显影响，可提供安全的饮用水。传统的凝结过程是氯化和消毒，水的致突变性增加，使饮用水的安全性降低。

曝气生物滤池经过研究人员多年的研究，从实验测试到生产测试，证明了曝气生物滤池应用推广的可行性。曝气生物滤池对去除微污染水中的有机物和氨氮等，还具有很好的提升效果。预处理技术减少了消毒中氯的消耗，并减少了卤化有机物的形成，降低了滋生细菌的可能性，而且降低了混凝剂的剂量。曝气生物过滤器在水处理中的作用，主要是维持水生物的稳定性，提高消毒安全性，并可有效的控制副产物的形成[3]。

4 结语

综上所述，曝气生物滤池技术应用于微污染情况下的原水预处理过程，可以达到良好的应用效果，并且符合饮用水安全标准要求。该技术应用于微污染原水处理，对亚硝酸氮的净化效果较好，并且该技术应用投资和运行费用较低。因此，在污水处理过程中，应用生物滤池技术可全面提高污水处理的质量和效率。