BAF處理城市污水的建設(shè)與運(yùn)行體會
曝氣生物濾池源于得利滿公司的V型濾池，得利滿公司將曝氣生物濾池應(yīng)用于大連馬欄河污水處理廠。因其工藝上的先進(jìn)性及技術(shù)上的獨(dú)到之處，隨后很快在全國等地得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)初步統(tǒng)計的結(jié)果，全國應(yīng)用曝氣生物濾池作為污水（深度）處理的萬噸級污水廠已超過30個，總處理量超100×104m3/d。根據(jù)調(diào)研的結(jié)果，對該工藝的設(shè)計和建設(shè)情況進(jìn)行總結(jié)，體會如下：
1 預(yù)處理對曝氣生物濾池的影響
根據(jù)曝氣生物濾池的工藝特點(diǎn)，進(jìn)濾池的污水應(yīng)強(qiáng)化預(yù)處理，避免堵塞濾頭或濾料層。大連、沈陽等地預(yù)處理采用SEDIPAC? 3D（簡稱S3D），包括曝氣沉砂、氣浮除油和斜管沉淀三部分[1]；而廣東新會、江門則采用水解酸化，實際是介于水解酸化和高效沉淀池之間的初沉池，底部區(qū)域水解，上部實現(xiàn)泥水分離；其它諸如硅藻精土、濕地床預(yù)處理工藝，目的也是去除漂浮物和懸浮物。理論上進(jìn)濾池的污水中應(yīng)不含塑料片等漂浮物，以免進(jìn)入濾池配水區(qū)造成濾頭堵塞，為此有些污水處理廠在進(jìn)濾池的配水渠上設(shè)置精格柵，柵隙為2mm（或更。。
預(yù)處理出水懸浮物（SS）濃度在很大程度上決定濾池的反沖洗周期，在運(yùn)行實踐中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)濾池的污水中攜帶過多的懸浮物，濾池反沖洗周期甚至?xí)s短到12h以內(nèi)，而且會影響下一級濾池乃至出水；而氨氮及可溶污染物濃度較高，但懸浮物（SS）較低的污水進(jìn)入濾池，濾池出水水質(zhì)很好，運(yùn)行平穩(wěn)，反沖洗周期為7－10d也并無任何異狀。
2 濾板施工質(zhì)量對曝氣生物濾池的應(yīng)用效果的影響
濾池施工的核心部分是配水區(qū)的施工，包括配水配氣室、支撐梁、濾板等的施工，這其中又以濾板安裝達(dá)設(shè)計水平度允差最難實現(xiàn)。一般每塊濾板（約1m2）的水平度允差為±1mm，單個濾池的濾板水平度允差為±5mm，同組濾池濾板水平度允差為±10mm。濾板水平度要求很高，施工難度較大，工作量大且比較繁瑣，實際施工中施工單位要達(dá)到此要求很困難。鑒于此，應(yīng)引起有關(guān)設(shè)計和施工單位的高度重視，在施工細(xì)心程度、施工新方法、新材料應(yīng)用上應(yīng)投入更多的精力。在濾池濾板現(xiàn)澆或預(yù)制件施工時，應(yīng)控制好預(yù)埋件的定位，做好水平度的控制，不能為趕工期而影響工程質(zhì)量（包括施工精度）。
由于濾頭（帽）、曝氣系統(tǒng)施工必須等濾板安裝好之后才能施工，因此濾板水平與否直接影響濾頭、曝氣系統(tǒng)的水平度。而濾頭、曝氣系統(tǒng)是否水平又與濾池反沖洗（主要是氣洗）、曝氣息息相關(guān)，濾板高處氣量大，濾板低處氣量少甚至無氣，濾頭裝配好后一定要對濾池反沖洗效果進(jìn)行試驗，反沖洗效果達(dá)不到設(shè)計要求，拼裝填縫濾板必須對濾帽、濾板接縫進(jìn)行處理，整體現(xiàn)澆濾板必須對可調(diào)濾桿水平度進(jìn)行調(diào)整。
3 曝氣方式、曝氣器材的選取對曝氣生物濾池運(yùn)行效果的影響
濾板水平度、曝氣管水平度、氣量大。馑龋┑纫蛩赝鶗绊憺V池的曝氣均勻性。曝氣的不均勻會導(dǎo)致濾池濾料實際利用容積減小，濾料層的實際負(fù)荷高，進(jìn)而影響濾池出水各項指標(biāo)，同時也使氧的利用率降低。
曝氣器材有單孔膜片式曝氣器，管式微孔曝氣器、盤式微孔曝氣器、穿孔管、濾頭曝氣等，就曝氣效果來看采用單孔膜曝氣器曝氣效果較好，只要設(shè)計施工合理甚至可以做到以1：1的供氣量使200m2（指多格濾池的總面積）濾池池面布?xì)饣揪鶆。在四川、遼寧等地的二級濾池采用濾頭曝氣，據(jù)說比較成功，由于沒有應(yīng)用濾頭曝氣的切身體驗，在此不好作過多評論，但有一點(diǎn)是可以肯定的，采用濾頭曝氣對濾板水平度要求是相當(dāng)高的，否則也很難做到曝氣均勻。
建議在濾池裝配承托層時，必須做好施工組織，防止卵石砸壞濾帽或曝氣器，裝配好承托層后，必須對曝氣均勻性、反沖洗均勻性進(jìn)行試驗，達(dá)不到要求必須返工，不能存在僥幸心理。
曝氣方式有采用1臺鼓風(fēng)機(jī)向1座濾池供氣（即一拖一），也有1臺風(fēng)機(jī)（或多臺風(fēng)機(jī)共1個主管道向外供氣）向多個濾池供氣（即一拖多）。由于安裝水平及不同濾池截污量不同的影響，一拖多曝氣存在曝氣不均勻的風(fēng)險，采用一拖一（或一拖二）為更佳選擇，每臺風(fēng)機(jī)可設(shè)1臺變頻器調(diào)節(jié)氣量大小。曝氣風(fēng)機(jī)宜采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)采用水冷卻，機(jī)身雙側(cè)加齒輪油運(yùn)行比較平穩(wěn)。
4 反沖洗優(yōu)化設(shè)計的重要性
隨著運(yùn)行時間的延長，濾池截污量大增，出水水質(zhì)可能隨之變差，此時應(yīng)對濾池進(jìn)行反沖洗。反沖洗設(shè)計施工是否合理對曝氣生物濾池的運(yùn)行效果影響至關(guān)重要，在設(shè)計時應(yīng)考慮如下因素：①選取合適的濾板開孔率。開孔率如設(shè)計偏小會導(dǎo)致反沖洗時阻力加大，嚴(yán)重的話可能會損壞濾板；開孔率過大不能形成穩(wěn)定適宜的氣墊層，會造成反沖洗不均勻；②選取合適的濾池反沖洗配氣布水系統(tǒng)，如濾池面積較大建議設(shè)置反沖洗配氣布水室（有對應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，在此不贅述），但配氣布水室在結(jié)構(gòu)處理特別是施工時比較麻煩，所以有相當(dāng)數(shù)量的曝氣生物濾池工程都在濾池下部布置穿孔管，甚至將反沖洗進(jìn)氣管直接接入濾池配水區(qū)（即濾板下部空間），都取得了成功，但應(yīng)謹(jǐn)慎（有個別工程應(yīng)用不成功）；③選擇合適的反沖洗強(qiáng)度，根據(jù)大連馬欄河的設(shè)計參數(shù)取值及我們在實際運(yùn)行中所取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來看，濾池反沖洗氣洗強(qiáng)度宜大，建議在60－90 m/h強(qiáng)度范圍內(nèi)取值，以達(dá)到擦洗濾料和濾料微膨脹的效果，水洗強(qiáng)度適中即可。④應(yīng)在設(shè)計時考慮反沖洗前快速降水，曝氣生物濾池的管道系統(tǒng)較多較復(fù)雜，但快速降水管道設(shè)置很重要。目前國內(nèi)應(yīng)用曝氣生物濾池的工程中，除酒泉污水處理廠外均為上向流曝氣生物濾池，濾池工作時截流的懸浮物大多處在配水區(qū)和下部濾料層空間中，這些物質(zhì)由于上層濾料層的阻擋，不易從反沖洗排水中排除，相反卻較容易從放空管（即快速降水管道）中排走。所以建議在反沖洗前，采用電動放空排掉約1/5池容的水，然后反沖洗，反沖洗效果佳。當(dāng)然濾板水平度對反沖洗的影響至關(guān)重要，前已提及，在此不再贅述。
一般而言，濾池投入運(yùn)行前期（指運(yùn)行不久或處于調(diào)試掛膜期），由于生物膜量不多，曝氣及反沖洗阻力較小，反沖洗強(qiáng)度宜小。隨著濾池投入使用時間的延長，微生物附著能力增強(qiáng)，微生物量增多，反沖洗難度會有所增加，此時應(yīng)延長反沖洗時間或采取其他措施，使反沖洗效果得到保證。
反沖洗歷時，套用給水的設(shè)計參數(shù)為15min以內(nèi)，但從實際運(yùn)行反饋的情況看并不樂觀，大連，新會、慈溪的反沖洗歷時都超過20min，最高到50min。因此設(shè)計考慮在15－40min之間，并考慮濾池反沖洗對其它濾池的負(fù)荷沖擊和反沖洗水量的損失。
5 曝氣生物濾池濾料的選型
填料作為微生物生長的載體，在曝氣生物濾池中又增加了新的含義：濾料。既有為微生物生存提供載體的功能，又具有一般濾池工藝的過濾功能。因此，濾料的選擇對曝氣生物濾池的正常穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要[2]。
5.1 濾料粒徑選擇
曝氣生物濾池濾料粒徑一般在2～8mm。為達(dá)到脫氮的目的，有的曝氣生物濾池將其濾料層分成兩個區(qū)域，下部缺氧區(qū)，上部好氧區(qū)；甚至有的濾池整個濾料層均為缺氧運(yùn)行，處理后的出水回流引入NO-3－N反硝化脫氮，廣東江門豐樂污水處理廠的一級反硝化濾池DN池即為此類型。該類濾池選用濾料粒徑要大，一般在5～8mm之間為佳。
多級好氧濾池粒徑范圍選。阂患墳V池考慮足夠的納污空間需要，粒徑取4～6mm，二級濾池取2～5mm較好，只要反沖洗能夠達(dá)到要求且反沖洗不過頻，建議粒徑取小以獲取更好的處理效果。
5.2 濾料的特性選擇
良好的曝氣生物濾池濾料其硬（強(qiáng)）度必須滿足要求，否則濾料在濾池中磨損、破損，將會填充濾料空隙，減少納污空間并造成反沖洗困難。目前國內(nèi)應(yīng)用較多的為陶粒濾料，相對其它輕質(zhì)濾料而言，該類型濾料堆積容重較大，反沖洗時不易膨脹疏松，一方面導(dǎo)致濾料清洗難以達(dá)到要求，另一方面導(dǎo)致反沖洗耗水、耗氣、耗時加大。濾料表面應(yīng)粗糙多微孔，表面不結(jié)釉光亮，在其他指標(biāo)得到保障的情況下，比表面積越大越好，這樣更有利于掛膜和提高生物量。比表面積低的濾料投入使用會使濾池內(nèi)的生物量提高受到限制，對處理水質(zhì)影響很大。建議濾料選型加大對以上幾方面的控制，至于其它類指標(biāo)選取則可根據(jù)實際需要及濾料生產(chǎn)廠推薦參數(shù)酌定。
6 曝氣生物濾池的生物相特征
活性污泥法當(dāng)絲狀菌大量滋生時，容易固液分離困難，造成出水夾泥，造成出水水質(zhì)差。實際上絲狀菌的比表面積大、吸附能力好、生存能力強(qiáng)，降解污染物能力較強(qiáng)，只是由于質(zhì)輕難以實現(xiàn)固液沉降分離。而曝氣生物濾池由于采用濾（填）料作為微生物生存的載體，化害為利，因此濾池中的微生物種群特別多，生物膜絮體上絲狀菌豐富，菌絲長、密度高。以下介紹我們在新會污水處理廠觀測到的二級好氧生物濾池的微生物相，供參考：
一級濾池：菌膠團(tuán)呈明亮的黃色，絲狀菌豐富，鐘蟲、累枝蟲、集蓋蟲較多，輪蟲、線蟲較少；
二級濾池：絲狀菌豐富，線蟲多，輪蟲少，偶爾還可見紅斑顠體蟲（在顯微鏡下體積龐大）。
二級濾池出水在陽光下肉眼可見小紅蟲，水則清澈透明。
7 曝氣生物濾池運(yùn)行效果及反沖洗對濾池運(yùn)行效果的影響
以下以溫州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)濱海園區(qū)污水處理廠運(yùn)行狀況為例，對曝氣生物濾池的運(yùn)行效果進(jìn)行分析。該項目規(guī)模共5×104m3/d，正在運(yùn)行的曝氣生物濾池為其一期工程，處理量為2×104m3/d，原水中以合成革為主的工業(yè)廢水所占成分很大，進(jìn)水氨氮濃度較高，考慮曝氣生物濾池具有良好的硝化性能，工藝上采用硅藻精土＋曝氣生物濾池復(fù)合工藝，濾池部分分為兩級：CN池（脫C，部分硝化）及N（硝化），每級濾池設(shè)有12格濾池，2005年12月正式投產(chǎn)運(yùn)行。處理效果見表1：
表1 進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo) mg/L
項 目 CODCr BOD5 NH3-N PO43—P SS
進(jìn)水水質(zhì) 350 160 60 5 200
實際出水指標(biāo) <30 <5 <5 <0.5 <5
由于經(jīng)預(yù)處理后出水已經(jīng)很清澈，預(yù)處理出水懸浮物（SS）低于40mg/l，反沖洗周期目前控制在7－10d。但反沖洗后的初濾水水質(zhì)較差，反沖洗后不宜立即出水，目前采用反沖洗后悶曝2h以提高初濾水水質(zhì)的措施，否則對出水水質(zhì)影響較大。
8 結(jié)論及建議
曝氣生物濾池工藝的出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，處理效果比較好，對低CODCr高NH3-N廢水處理效果更好；生物量大，完成NH3-N的硝化停留時間僅需要2～4h；占地面積小，廠區(qū)濾池所在區(qū)域無臭味，只要噪音達(dá)標(biāo)，可建設(shè)在城市繁華地段或城市近郊區(qū)，節(jié)省管網(wǎng)投資。
曝氣生物濾池出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，隨著自動化水平的提高，曝氣生物濾池的應(yīng)用將會越來越廣泛。
從曝氣生物濾池的應(yīng)用來看，其最佳選擇是應(yīng)用在微污染源水和污水的深度處理上，即濾池進(jìn)水為二級處理出水，究其原因主要是預(yù)處理難以得到很好的保證。若考慮國內(nèi)的實際情況，前端接一級強(qiáng)化處理時，漂浮物去除要徹底，進(jìn)濾池懸浮物濃度應(yīng)盡可能低，為此初沉池（高效沉淀池）表面負(fù)荷取值要適宜，并應(yīng)盡可能的考慮水量變化對預(yù)系統(tǒng)的沖擊，這樣該工藝可揚(yáng)長避短（對可溶性污染物特別是氨氮等去除效率高，但不耐懸浮物的特點(diǎn)），處理效能得到充分發(fā)揮，也更有利于該工藝的推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]喬延時，許云閎，全燮. BIOFOR曝氣生物濾池用于城市污水處理[J]. 中國給水排水，2004 .20 (7)：83-85。
[2]鄭俊，吳浩汀，程寒飛. 曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實例[J]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002。
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