BAF處理城市污水的建設與運行體會(huì )

曝氣生物濾池源于某的V型濾池，該公司將曝氣生物濾池應用于大連馬欄河污水處理廠(chǎng)。因其工藝上的先進(jìn)性及技術(shù)上的獨到之處，隨后很快在全國等地得到廣泛應用。根據初步統計的結果，全國應用曝氣生物濾池作為污水（深度）處理的萬(wàn)噸級污水廠(chǎng)已超過(guò)30個(gè)，總處理量超100×104m3/d。根據調研的結果，對該工藝的設計和建設情況進(jìn)行總結，體會(huì )如下：

1 預處理對曝氣生物濾池的影響

根據曝氣生物濾池的工藝特點(diǎn)，進(jìn)濾池的污水應強化預處理，避免堵塞濾頭或濾料層。大連、沈陽(yáng)等地預處理采用SEDIPAC? 3D（簡(jiǎn)稱(chēng)S3D），包括曝氣沉砂、氣浮除油和斜管沉淀三部分；而廣東新會(huì )、江門(mén)則采用水解酸化，實(shí)際是介于水解酸化和高效沉淀池之間的初沉池，底部區域水解，上部實(shí)現泥水分離；其它諸如硅藻精土、濕地床預處理工藝，目的也是去除漂浮物和懸浮物。理論上進(jìn)濾池的污水中應不含塑料片等漂浮物，以免進(jìn)入濾池配水區造成濾頭堵塞，為此有些污水處理廠(chǎng)在進(jìn)濾池的配水渠上設置精格柵，柵隙為2mm（或更�。�。

預處理出水懸浮物（SS）濃度在很大程度上決定濾池的反沖洗周期，在運行實(shí)踐中發(fā)現，進(jìn)濾池的污水中攜帶過(guò)多的懸浮物，濾池反沖洗周期甚至會(huì )縮短到12h以?xún)�，而且�?huì )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，運行平穩，反沖洗周期為7－10d也并無(wú)任何異狀。

2 濾板施工質(zhì)量對曝氣生物濾池的應用效果的影響

濾池施工的核心部分是配水區的施工，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設計水平度允差最難實(shí)現。一般每塊濾板（約1m2）的水平度允差為±1mm，單個(gè)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(shí)際施工中施工單位要達到此要求很困難。鑒于此，應引起有關(guān)設計和施工單位的高度重視，在施工細心程度、施工新方法、新材料應用上應投入更多的精力。在濾池濾板現澆或預制件施工時(shí)，應控制好預埋件的定位，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、曝氣系統的水平度。而濾頭、曝氣系統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(wú)氣，濾頭裝配好后一定要對濾池反沖洗效果進(jìn)行試驗，反沖洗效果達不到設計要求，拼裝填縫濾板必須對濾帽、濾板接縫進(jìn)行處理，整體現澆濾板必須對可調濾桿水平度進(jìn)行調整。

3 曝氣方式、曝氣器材的選取對曝氣生物濾池運行效果的影響

濾板水平度、曝氣管水平度、氣量大�。�氣水比）等因素往往會(huì )影響濾池的曝氣均勻性。曝氣的不均勻會(huì )導致濾池濾料實(shí)際利用容積減小，濾料層的實(shí)際負荷高，進(jìn)而影響濾池出水各項指標，同時(shí)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(pán)式微孔曝氣器、穿孔管、濾頭曝氣等，就曝氣效果來(lái)看采用單孔膜曝氣器曝氣效果較好，只要設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）濾池池面布氣基本均勻。在四川、遼寧等地的二級濾池采用濾頭曝氣，據說(shuō)比較成功，由于沒(méi)有應用濾頭曝氣的切身體驗，在此不好作過(guò)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高的，否則也很難做到曝氣均勻。

建議在濾池裝配承托層時(shí)，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)機向1座濾池供氣（即一拖一），也有1臺風(fēng)機（或多臺風(fēng)機共1個(gè)主管道向外供氣）向多個(gè)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)機可設1臺變頻器調節氣量大小。曝氣風(fēng)機宜采用羅茨鼓風(fēng)機，風(fēng)機采用水冷卻，機身雙側加齒輪油運行比較平穩。

4 反沖洗優(yōu)化設計的重要性

隨著(zhù)運行時(shí)間的延長(cháng)，濾池截污量大增，出水水質(zhì)可能隨之變差，此時(shí)應對濾池進(jìn)行反沖洗。反沖洗設計施工是否合理對曝氣生物濾池的運行效果影響至關(guān)重要，在設計時(shí)應考慮如下因素：①選取合適的濾板開(kāi)孔率。開(kāi)孔率如設計偏小會(huì )導致反沖洗時(shí)阻力加大，嚴重的話(huà)可能會(huì )損壞濾板；開(kāi)孔率過(guò)大不能形成穩定適宜的氣墊層，會(huì )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，如濾池面積較大建議設置反沖洗配氣布水室（有對應的設計規范，在此不贅述），但配氣布水室在結構處理特別是施工時(shí)比較麻煩，所以有相當數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（即濾板下部空間），都取得了成功，但應謹慎（有個(gè)別工程應用不成功）；③選擇合適的反沖洗強度，根據大連馬欄河的設計參數取值及我們在實(shí)際運行中所取得的經(jīng)驗數據來(lái)看，濾池反沖洗氣洗強度宜大，建議在60－90 m/h強度范圍內取值，以達到擦洗濾料和濾料微膨脹的效果，水洗強度適中即可。④應在設計時(shí)考慮反沖洗前快速降水，曝氣生物濾池的管道系統較多較復雜，但快速降水管道設置很重要。目前國內應用曝氣生物濾池的工程中，除酒泉污水處理廠(chǎng)外均為上向流曝氣生物濾池，濾池工作時(shí)截流的懸浮物大多處在配水區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(dòng)放空排掉約1/5池容的水，然后反沖洗，反沖洗效果佳。當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，濾池投入運行前期（指運行不久或處于調試掛膜期），由于生物膜量不多，曝氣及反沖洗阻力較小，反沖洗強度宜小。隨著(zhù)濾池投入使用時(shí)間的延長(cháng)，微生物附著(zhù)能力增強，微生物量增多，反沖洗難度會(huì )有所增加，此時(shí)應延長(cháng)反沖洗時(shí)間或采取其他措施，使反沖洗效果得到保證。

反沖洗歷時(shí)，套用給水的設計參數為15min以?xún)�，但從�?shí)際運行反饋的情況看并不樂(lè )觀(guān)，大連，新會(huì )、慈溪的反沖洗歷時(shí)都超過(guò)20min，最高到50min。因此設計考慮在15－40min之間，并考慮濾池反沖洗對其它濾池的負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(cháng)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(guò)濾功能。因此，濾料的選擇對曝氣生物濾池的正常穩定運行至關(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。為達到脫氮的目的，有的曝氣生物濾池將其濾料層分成兩個(gè)區域，下部缺氧區，上部好氧區；甚至有的濾池整個(gè)濾料層均為缺氧運行，處理后的出水回流引入NO-3－N反硝化脫氮，廣東江門(mén)豐樂(lè )污水處理廠(chǎng)的一級反硝化濾池DN池即為此類(lèi)型。該類(lèi)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，只要反沖洗能夠達到要求且反沖洗不過(guò)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）度必須滿(mǎn)足要求，否則濾料在濾池中磨損、破損，將會(huì )填充濾料空隙，減少納污空間并造成反沖洗困難。目前國內應用較多的為陶粒濾料，相對其它輕質(zhì)濾料而言，該類(lèi)型濾料堆積容重較大，反沖洗時(shí)不易膨脹疏松，一方面導致濾料清洗難以達到要求，另一方面導致反沖洗耗水、耗氣、耗時(shí)加大。濾料表面應粗糙多微孔，表面不結釉光亮，在其他指標得到保障的情況下，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(huì )使濾池內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(lèi)指標選取則可根據實(shí)際需要及濾料生產(chǎn)廠(chǎng)推薦參數酌定。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 曝氣生物濾池的生物相特征

活性污泥法當絲狀菌大量滋生時(shí)，容易固液分離困難，造成出水夾泥，造成出水水質(zhì)差。實(shí)際上絲狀菌的比表面積大、吸附能力好、生存能力強，降解污染物能力較強，只是由于質(zhì)輕難以實(shí)現固液沉降分離。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(cháng)、密度高。以下介紹我們在新會(huì )污水處理廠(chǎng)觀(guān)測到的二級好氧生物濾池的微生物相，供參考：

一級濾池：菌膠團呈明亮的黃色，絲狀菌豐富，鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、集蓋蟲(chóng)較多，輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)較少；

二級濾池：絲狀菌豐富，線(xiàn)蟲(chóng)多，輪蟲(chóng)少，偶爾還可見(jiàn)紅斑顠體蟲(chóng)（在顯微鏡下體積龐大）。

二級濾池出水在陽(yáng)光下肉眼可見(jiàn)小紅蟲(chóng)，水則清澈透明。

7 曝氣生物濾池運行效果及反沖洗對濾池運行效果的影響

以下以溫州市經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區濱海園區污水處理廠(chǎng)運行狀況為例，對曝氣生物濾池的運行效果進(jìn)行分析。該項目規模共5×104m3/d，正在運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），每級濾池設有12格濾池，2005年12月正式投產(chǎn)運行。處理效果見(jiàn)表1：

表1 進(jìn)、出水水質(zhì)指標 mg/L

項 目 CODCr BOD5 NH3-N PO43—P SS

進(jìn)水水質(zhì) 350 160 60 5 200

實(shí)際出水指標 <30 <5 <5 <0.5 <5

由于經(jīng)預處理后出水已經(jīng)很清澈，預處理出水懸浮物（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 結論及建議

曝氣生物濾池工藝的出水水質(zhì)比較穩定，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(shí)間僅需要2～4h；占地面積小，廠(chǎng)區濾池所在區域無(wú)臭味，只要噪音達標，可建設在城市繁華地段或城市近郊區，節省管網(wǎng)投資。

曝氣生物濾池出水水質(zhì)好，運行穩定，隨著(zhù)自動(dòng)化水平的提高，曝氣生物濾池的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛。

從曝氣生物濾池的應用來(lái)看，其最佳選擇是應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，究其原因主要是預處理難以得到很好的保證。若考慮國內的實(shí)際情況，前端接一級強化處理時(shí)，漂浮物去除要徹底，進(jìn)濾池懸浮物濃度應盡可能低，為此初沉池（高效沉淀池）表面負荷取值要適宜，并應盡可能的考慮水量變化對預系統的沖擊，這樣該工藝可揚長(cháng)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用。（谷騰水網(wǎng)）