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摘要：杭州余杭水务有限公司为提升污水处理水平，对良渚污水处理厂进行了曝气生物滤池和活性砂滤池的改建，本文对此项工艺在市政污水处理厂中的应用及运行管理情况进行了调研。
关键词：曝气生物滤池、活性砂滤池、污水厂
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
一、系统概况
杭州余杭水务有限公司于2008年3月成立，主要承担杭州市余杭区供排水系统的统一管理等职能。公司现有日供水能力78.5万吨，供水区域面积966平方公里，2012年实现售水总量12000万吨。现有四个供水区域：即临塘供水区域；余杭、闲林供水区域；瓶窑、良渚供水区域和径山、黄湖供水区域。另外，公司日污水处理能力32.5万吨，2012年完成污水处理量6375万吨。现有四大污水系统：即临塘区域污水系统、余杭组团污水系统、良渚污水系统和崇贤污水系统，全区的城镇生活污水处理率达到82.2%以上，基本实现主要污染物减排目标。
二、曝气生物滤池和活性砂滤池在市政污水中的运用
（一）、老工艺在污水处理中的短板
由于污水处理厂进水水质波动较大，一期工艺采用的DE氧化沟，二沉池在出水在各项指标还是偏高。本案通过对一期现有工艺整体提标，增加曝气生物滤池和活性砂过滤的深度处理方式，主要降解污水中的TN、NH4-N及部分COD、BOD、TP及SS。确定将出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B提高到一级A的处理程度，为实施水资源的优化配置，提高水资源的综合利用创造条件。
（二）、曝气生物滤池和活性砂滤池改造调试过程
二期工程升级改造项目采用（DN+N级）前置反硝化-曝气生物滤池工艺。如下图：
良渚污水厂二级处理（二沉池的出水）自流至集水池中，由潜水泵提升进入DN反硝化生物滤池。在缺氧环境下，对污水中的硝态氮进行反硝化反应，同时降解污水中的部分有机污染物。在该级滤池中，利用兼性细菌（反硝化菌）以易降解有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，进行反硝化脱氮，同时实现了部分易降解有机物的去除，根据进水水质的分析及计算结果显示，进DN滤池污水中的碳源不足，故需结合现有系统改造开发污水厂内碳源，可行的方法有利用源水和污泥池上清液。为使得反硝化反应顺利进行，本设计采用了备用外加碳源系统。
DN级曝气生物滤池的出水进入N级生物滤池，主要对污水中的氨氮进行硝化以及实现部分有机物降解，并截留污水中的SS。氨氮在有氧的条件下，通过硝化菌的作用转化成硝酸盐或亚硝酸盐。
在N级曝气生物滤池中，由于采用了轻质陶粒滤层，而在滤层内寄生了大量的自养菌，它们对氨氮的硝化作用相当明显，氨氮去处率很高；当来水氨氮低于设计给定数值时，负荷会降低，氨氮去处率会进一步提高；冬季气温偏低，但是良渚污水处理厂的二级排水水温一般可以保持在10度以上，且生物滤池基本能够恒定来水温度，使温度这一对氨氮去除很关键的因素不足以影响工艺效果的降低，保证了系统良好运行和较高的氨氮去除率，达到本工序的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A出水标准。N级滤池出水自流入活性砂滤池进行过滤，主要对污水中的浊度和SS进行脱除。同时去除部分COD等污染物；活性砂滤池出水再经过二氧化氯接触消毒池处理达标后直接排入受纳水体。
曝气生物滤池的生物膜处理废水运行过程中，微生物进行新陈代谢的生物活动，其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或导致悬浮物发生穿层现象，为避免增殖的生物膜和截留的悬浮物堵塞滤头，使生化系统的处理效率下降，出水水质变差，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，恢复其处理活力。反冲洗周期的长短应根据进水、出水水质综合而定，一般周期为24h～48h，反冲洗采取气、水联合冲洗。
三、新工艺在污水处理厂后期的运营管理
（一）曝气生物滤池在后期运营中的管理
1、对曝气生物滤池，当进水有机物浓度过高或滤料层中截留的微生物膜过多时，滤料层中局部产生厌氧代谢，有可能产生异味，解决：
（1）减少滤池中微生物膜的积累，让生物膜正常脱落并通过反冲洗排出池外；
（2）、保证曝气设施正常工作，使滤池中的溶解氧达到预定的水平4～6mg/L。
（3）、检查原水的水质，避免高浓度或高负荷污水的冲击。应调整污水的水质至曝气生物滤池的负荷能力范围内。
2、滤池正常工作中，微生物膜不正常的脱膜是不允许的，脱膜的主要原因是由水质引起的，如抑制性或有毒性污染物浓度太高或PH值突变，使微生物代谢功能受到损害或消失，微生物膜失去净化活性和絮凝活性，正常运行时，处理水量或污水浓度长期偏低，而曝气量仍为正常值，出现过度曝气，引起微生物过度自身氧化，菌胶团絮凝性能下降，微生物膜解体，微生物膜可能会部分或完全失去活性等，解决的方法是：必须改善水质，使进入滤池的水质基本稳定及调整曝气量。
3、当滤池系统运行正常，且微生物膜生长情况良好，仅仅处理效率下降，可能是水的PH值、溶解氧、水温、短时间超负荷运行产生的，若不影响出水水质的达标排放，可不采取措施，若出水水质影响达标排放，则需要采取一些调整措施加以解决，如调整进水的PH值，调整供气量等。
4、微生物量长期不增加或增加后又很快减少了，主要原因：污泥所需养料不足或严重不平衡；导致生物膜的絮凝性差而脱落随出水流失；风量过大，过度的曝气使生物膜发生自身氧化。
解决办法有：适量补充些污泥（不可多投加，否则会堵塞滤头）；投入充足的营养物质，满足微生物自身新陈代谢对底物的需求，并保持水中的营养平衡，或提高进水量或外加营养（补充C、N或P及微量元素），或高浓度易代谢废水；合理控制曝气量，应根据生物膜量，曝气池溶解氧浓度来调整。
5、曝气生物滤池内DO过高，可能是因为微生物中毒，或生物膜量较少；曝气生物滤池DO过低，可能是因为反冲洗周期控制不当，曝气生物滤池内微生物膜量过多，导致微生物的需氧量大。遇到以上情况，应根据实际予以调整，如调整进水水质、曝气量、反冲洗周期等。
6、当进水水质异常时：
（1）、进水浓度偏高：应当加大曝气量和曝气时间来保持污泥负荷的稳定性。
（2）、进水浓度偏低：应当减少曝气力度和曝气时间来解决。
7、滤池运行中应经常巡视反冲洗风机和反冲洗水泵的电流，若发现电流过大，则应先考虑滤头堵塞，此时应停止该池运行，放掉池中水，打开人孔，强制通风一定时间后，检查防堵滤帽是否堵塞，若堵塞应卸下防堵滤帽，用清水冲洗干净后再装上即可。
（二）活性砂滤池在后期运营中的管理
活性砂过滤装置是一种可以集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤系统。原水通过进水管进入过滤装置内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤装置中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料提至过滤装置顶部的洗沙器中清洗。滤砂清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。由于石英砂滤料在过滤装置中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此絮凝过程可在过滤装置内完成。过滤装置内滤料清洁及时，可承受较高的进水浓度。活性砂过滤装置特殊的内部结构及其自身特点，可使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成。
砂滤系统配套装置主要由电气控制柜和空气压缩机及附属设备组成，并可按照设计要求实现与加药装置和进水电动阀门的联动。空气压缩机系统包括空气调节罐，油水分离器、空气过滤器、电动机、传动系统、冷干机、电脑控制系统、电气系统、油路系统、气路系统。电气控制柜具备控制活性砂过滤器的启动，运行，报警等基本功能。当活性砂过滤器正常运行时，电气控制柜保证连续冲洗；当运行过程出现异常时，警报信号传至控制箱，随后的程序将会通过操作者或由客户提供的中心控制系统，发出指令停止过滤系统运行，配套系统的良好运行对活性砂滤池的运行是一个很好的辅助。
四、结束语
此次曝气生物滤池和活性砂滤池的成功应用，是余杭水务对市政污水处理方式的探索。新工艺的应用促进了市政污水的处理水平进一步提升，当然我们认为水质管理需要不断的深化，如何進一步深化新系统的管理，我们还有许多工作要做。就目前而言，此次提标改造的应用对我公司的市政污水处理工作起到很好的促进作用。
参考文献：
[1] 良渚污水处理厂二期工程调试方案 . 安徽华骐环保科技股份有限公司
[2] 曝气生物滤池(BAF)运行管理. 华骐环保科技发展有限公司
[3] 活性砂滤池在市政污水处理厂的应用及运行管理.郑书盈 冯庆安 万翔
[4] 曝气生物滤池的研究发展动态.魏新庆
Topic: Application and Operation Management of Active Sand Filter and Biological Aerated Filter in Municipal Sewage Treatment Plant
作者情况
姓名：陈 建 出生年月：1979年12月26日
职称：工程师身份证号：330125197912260018
个人简介：
本人于2002年浙江工业大学信息学院电子信息系本科毕业，毕业后进入杭州余杭供水集团进行工作，参加公司各项改扩建工程，主要负责自控电器方面。目前任公司维修中心主任，主要负责设备和维修人员的管理工作，个人主要从事自动化软硬件系统和电器电子设备方面的工作。
个人主要研究方向：自动化仪表、PLC 、电器自动化、软件编程。
工作单位：杭州余杭水务有限公司
关键词：曝气生物滤池、活性砂滤池、污水厂
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
一、系统概况
杭州余杭水务有限公司于2008年3月成立，主要承担杭州市余杭区供排水系统的统一管理等职能。公司现有日供水能力78.5万吨，供水区域面积966平方公里，2012年实现售水总量12000万吨。现有四个供水区域：即临塘供水区域；余杭、闲林供水区域；瓶窑、良渚供水区域和径山、黄湖供水区域。另外，公司日污水处理能力32.5万吨，2012年完成污水处理量6375万吨。现有四大污水系统：即临塘区域污水系统、余杭组团污水系统、良渚污水系统和崇贤污水系统，全区的城镇生活污水处理率达到82.2%以上，基本实现主要污染物减排目标。
二、曝气生物滤池和活性砂滤池在市政污水中的运用
（一）、老工艺在污水处理中的短板
由于污水处理厂进水水质波动较大，一期工艺采用的DE氧化沟，二沉池在出水在各项指标还是偏高。本案通过对一期现有工艺整体提标，增加曝气生物滤池和活性砂过滤的深度处理方式，主要降解污水中的TN、NH4-N及部分COD、BOD、TP及SS。确定将出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B提高到一级A的处理程度，为实施水资源的优化配置，提高水资源的综合利用创造条件。
（二）、曝气生物滤池和活性砂滤池改造调试过程
二期工程升级改造项目采用（DN+N级）前置反硝化-曝气生物滤池工艺。如下图：
良渚污水厂二级处理（二沉池的出水）自流至集水池中，由潜水泵提升进入DN反硝化生物滤池。在缺氧环境下，对污水中的硝态氮进行反硝化反应，同时降解污水中的部分有机污染物。在该级滤池中，利用兼性细菌（反硝化菌）以易降解有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，进行反硝化脱氮，同时实现了部分易降解有机物的去除，根据进水水质的分析及计算结果显示，进DN滤池污水中的碳源不足，故需结合现有系统改造开发污水厂内碳源，可行的方法有利用源水和污泥池上清液。为使得反硝化反应顺利进行，本设计采用了备用外加碳源系统。
DN级曝气生物滤池的出水进入N级生物滤池，主要对污水中的氨氮进行硝化以及实现部分有机物降解，并截留污水中的SS。氨氮在有氧的条件下，通过硝化菌的作用转化成硝酸盐或亚硝酸盐。
在N级曝气生物滤池中，由于采用了轻质陶粒滤层，而在滤层内寄生了大量的自养菌，它们对氨氮的硝化作用相当明显，氨氮去处率很高；当来水氨氮低于设计给定数值时，负荷会降低，氨氮去处率会进一步提高；冬季气温偏低，但是良渚污水处理厂的二级排水水温一般可以保持在10度以上，且生物滤池基本能够恒定来水温度，使温度这一对氨氮去除很关键的因素不足以影响工艺效果的降低，保证了系统良好运行和较高的氨氮去除率，达到本工序的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A出水标准。N级滤池出水自流入活性砂滤池进行过滤，主要对污水中的浊度和SS进行脱除。同时去除部分COD等污染物；活性砂滤池出水再经过二氧化氯接触消毒池处理达标后直接排入受纳水体。
曝气生物滤池的生物膜处理废水运行过程中，微生物进行新陈代谢的生物活动，其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或导致悬浮物发生穿层现象，为避免增殖的生物膜和截留的悬浮物堵塞滤头，使生化系统的处理效率下降，出水水质变差，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，恢复其处理活力。反冲洗周期的长短应根据进水、出水水质综合而定，一般周期为24h～48h，反冲洗采取气、水联合冲洗。
三、新工艺在污水处理厂后期的运营管理
（一）曝气生物滤池在后期运营中的管理
1、对曝气生物滤池，当进水有机物浓度过高或滤料层中截留的微生物膜过多时，滤料层中局部产生厌氧代谢，有可能产生异味，解决：
（1）减少滤池中微生物膜的积累，让生物膜正常脱落并通过反冲洗排出池外；
（2）、保证曝气设施正常工作，使滤池中的溶解氧达到预定的水平4～6mg/L。
（3）、检查原水的水质，避免高浓度或高负荷污水的冲击。应调整污水的水质至曝气生物滤池的负荷能力范围内。
2、滤池正常工作中，微生物膜不正常的脱膜是不允许的，脱膜的主要原因是由水质引起的，如抑制性或有毒性污染物浓度太高或PH值突变，使微生物代谢功能受到损害或消失，微生物膜失去净化活性和絮凝活性，正常运行时，处理水量或污水浓度长期偏低，而曝气量仍为正常值，出现过度曝气，引起微生物过度自身氧化，菌胶团絮凝性能下降，微生物膜解体，微生物膜可能会部分或完全失去活性等，解决的方法是：必须改善水质，使进入滤池的水质基本稳定及调整曝气量。
3、当滤池系统运行正常，且微生物膜生长情况良好，仅仅处理效率下降，可能是水的PH值、溶解氧、水温、短时间超负荷运行产生的，若不影响出水水质的达标排放，可不采取措施，若出水水质影响达标排放，则需要采取一些调整措施加以解决，如调整进水的PH值，调整供气量等。
4、微生物量长期不增加或增加后又很快减少了，主要原因：污泥所需养料不足或严重不平衡；导致生物膜的絮凝性差而脱落随出水流失；风量过大，过度的曝气使生物膜发生自身氧化。
解决办法有：适量补充些污泥（不可多投加，否则会堵塞滤头）；投入充足的营养物质，满足微生物自身新陈代谢对底物的需求，并保持水中的营养平衡，或提高进水量或外加营养（补充C、N或P及微量元素），或高浓度易代谢废水；合理控制曝气量，应根据生物膜量，曝气池溶解氧浓度来调整。
5、曝气生物滤池内DO过高，可能是因为微生物中毒，或生物膜量较少；曝气生物滤池DO过低，可能是因为反冲洗周期控制不当，曝气生物滤池内微生物膜量过多，导致微生物的需氧量大。遇到以上情况，应根据实际予以调整，如调整进水水质、曝气量、反冲洗周期等。
6、当进水水质异常时：
（1）、进水浓度偏高：应当加大曝气量和曝气时间来保持污泥负荷的稳定性。
（2）、进水浓度偏低：应当减少曝气力度和曝气时间来解决。
7、滤池运行中应经常巡视反冲洗风机和反冲洗水泵的电流，若发现电流过大，则应先考虑滤头堵塞，此时应停止该池运行，放掉池中水，打开人孔，强制通风一定时间后，检查防堵滤帽是否堵塞，若堵塞应卸下防堵滤帽，用清水冲洗干净后再装上即可。
（二）活性砂滤池在后期运营中的管理
活性砂过滤装置是一种可以集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤系统。原水通过进水管进入过滤装置内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时石英砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤装置中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料提至过滤装置顶部的洗沙器中清洗。滤砂清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。由于石英砂滤料在过滤装置中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此絮凝过程可在过滤装置内完成。过滤装置内滤料清洁及时，可承受较高的进水浓度。活性砂过滤装置特殊的内部结构及其自身特点，可使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成。
砂滤系统配套装置主要由电气控制柜和空气压缩机及附属设备组成，并可按照设计要求实现与加药装置和进水电动阀门的联动。空气压缩机系统包括空气调节罐，油水分离器、空气过滤器、电动机、传动系统、冷干机、电脑控制系统、电气系统、油路系统、气路系统。电气控制柜具备控制活性砂过滤器的启动，运行，报警等基本功能。当活性砂过滤器正常运行时，电气控制柜保证连续冲洗；当运行过程出现异常时，警报信号传至控制箱，随后的程序将会通过操作者或由客户提供的中心控制系统，发出指令停止过滤系统运行，配套系统的良好运行对活性砂滤池的运行是一个很好的辅助。
四、结束语
此次曝气生物滤池和活性砂滤池的成功应用，是余杭水务对市政污水处理方式的探索。新工艺的应用促进了市政污水的处理水平进一步提升，当然我们认为水质管理需要不断的深化，如何進一步深化新系统的管理，我们还有许多工作要做。就目前而言，此次提标改造的应用对我公司的市政污水处理工作起到很好的促进作用。
参考文献：
[1] 良渚污水处理厂二期工程调试方案 . 安徽华骐环保科技股份有限公司
[2] 曝气生物滤池(BAF)运行管理. 华骐环保科技发展有限公司
[3] 活性砂滤池在市政污水处理厂的应用及运行管理.郑书盈 冯庆安 万翔
[4] 曝气生物滤池的研究发展动态.魏新庆
Topic: Application and Operation Management of Active Sand Filter and Biological Aerated Filter in Municipal Sewage Treatment Plant
作者情况
姓名：陈 建 出生年月：1979年12月26日
职称：工程师身份证号：330125197912260018
个人简介：
本人于2002年浙江工业大学信息学院电子信息系本科毕业，毕业后进入杭州余杭供水集团进行工作，参加公司各项改扩建工程，主要负责自控电器方面。目前任公司维修中心主任，主要负责设备和维修人员的管理工作，个人主要从事自动化软硬件系统和电器电子设备方面的工作。
个人主要研究方向：自动化仪表、PLC 、电器自动化、软件编程。
工作单位：杭州余杭水务有限公司