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摘要：曝气生物滤池（BAF）是一种集生物氧化、过滤、吸附于一体的新型生物膜污水处理技术。本文介绍了曝气生物滤池的发展应用现状，结构形式、工艺特点以及工作原理，阐述了 BAF 在我司河水预处理中的应用情况。作为一种高效的生物膜污水处理工艺，曝气生物滤池日益受到水处理专家的关注，指出BAF作为一种深度处理工艺是非常适合于我国国情的水处理技术，尤其对我国今后中水回用、企业污水闭路循环以及“零排放”具有重要意义，应加大研发和开发力度，推广其应用。
关键词：曝气生物滤池；原理；应用；水处理
1、前言
近年来随着城市建设和发展，大量不达标污废水的排放不仅使环境遭受严重污染，并且造成了水资源的短缺。对此，寻找经济效率高的污水处理技术，对提高水环境的恢复功能和污水回用的发展有着重要的意义。自20世纪，80年代来，BAF就开始引起人们广泛关注，是一种发展很快的新型生物处理技术，已成为一个热门的研究。曝气生物滤池的基本原理在于为介质的颗粒填料，通过附着在填料和胞外聚合物吸附截留的生物膜，微生物氧化分解，形成沿食物链捕食层次角色实现从水中去除污染物的目的流动方向。同时利用好氧反应器中，缺氧区的存在，实现脱氮除磷功能。该技术具有出水水质良好、水力停留时间短、占地面积小、投资和运行成本相对较低、抗冲击负荷能力强大和管理方便等优点，是一种环保、经济、高效节能的污水处理技术。它不仅可以用于污水的二级和三级处理，而且还可用于微污染水源水预处理等。比较适合我国水处理事业所面临的技术水平低以及资金不足的状况。因此深入了解其性能、机理及其在水处理中的应用情况，将有助于提高人们对该项技术的认识及应用水平。
2. BAF在我司河水处理中的应用
2.1概况
以河水为水源，建设设计规模为96000m3/d，水厂自用水率为5%，预处理部分设计流量为100800 m3/d。处理后产水直接补充电厂凉水塔。处理工艺主要采用：“曝气生物滤池+机械加速搅拌澄清+纤维束过滤罐”的主体处理工艺。来水污染程度较高，氨氮必然存在超标的可能，尤其在上游来水和降雨量较少的冬春秋季节，河流稀释和自净能力降低，增加生物预处理对去除氨氮和有机物，改善混凝效果非常重要。浊度升高一般在雨季出现，此时有机物和氨氮降低，可以超越BAF 运行。
设计进水水质：pH6～9；浊度≤200NTU；BOD5≤30mg/L；CODcr≤80mg/L。出水水质参照《污水再生利用工程设计规范》GB/T50335-2002中循环冷却水补充水水质标准即：pH6～9；浊度≤5NTU；BOD5≤10mg/L；CODcr≤60mg/L。
2.2BAF工艺的性能
（1）采用气水平行上向流，使得气水进行极好均分，防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象，氧的利用率高，能耗低；
（2）与下向流过滤相反，上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免形成沟流或短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；
（3）上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性；
（4）采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量；
（5）滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率；
（6）由于滤池极好的截污能力，使得BAF后面的机械加速澄清池用药量少、出水效果好。
经过近八年运行，BAF运行稳定，其经济性能及耐污染冲击得到了验证。我们采用目前较先进的火山岩填料，相比于传统的生物滤池具有以下性能提升：
（1）高负荷的有机物，高浓度的生物，较短的水力停留时间，抗冲击能力突出，处理水的质量是好的。曝气生物滤池可以在正常负荷的2至3倍運行负载下工作，其水质变化也不会大；
（2）滤池的封闭或半封闭结构，降低了污水处理厂的气味，无污泥膨胀问题，没有污泥回流，在处理设施能运行起来，有利于系统的恢复的开始；
（3）占地面积小，是传统工艺1 / 4到1 / 5，节省大量的土地及地面处理成本，模块化设计的需要，使操作更方便管理。
3. BAF应用前景及存在的问题
3.1 BAF在水处理过程中的应用前景
曝气生物滤池工艺发展到现在已经取得了很大的成就，但其在除磷、反应机理、反应动力学和影响因素等方面有待进一步研究。随着现代生物技术的发展的同时，也将为BAF提供更好的分析技术和检测方法的膜技术更先进的分析。曝气生物滤池工艺具有占地面积小、处理效果好、投低资、易于管理、于污水过滤深度生物处理于一身，充分体现了现代水处理工艺。曝气生物滤池可以应用于受污染的原水预处理，污水深度处理技术，结合其他的处理。通过对新型填料的开发高效的性能增强的预处理，与高级氧化技术组合等，可以强化曝气生物滤池的性能和一些难降解污染物的去除能力，使曝气生物滤池在污水处理中发挥更大作用。
3.2存在的问题
（1）对进水的SS要求较高，SS一般不超过100mg/L，最好控制在60 mg/L以下。
（2）生物除磷效果不好，最好采用化学法除磷。
（3）温度是影响生物滤池运行效果的因素之一。研究表明，20℃是反应器中氨氮去除率的临界温度，低于20℃，去除率较低；20℃时，氨氮去除率上升；高于20℃，去除率增长随着温度的升高逐渐缓慢。
4.结论
BAF作为一种新型高效生物膜污水处理技术和工艺。近些年来，已成为国内外研究的热门领域，既可以作为污水的二级处理，也可用于深度处理。是一个适合中国国情的污水处理技术，具有广阔的应用前景。随着分子生物学，纳米技术和生物检测技术的不断发展，对曝气生物滤池生物膜特性的研究将是提高曝气生物滤池组合工艺的发展和扩大其应用范围，解决我们的水资源短缺的有效途径。尤其对我国今后中水回用、企业污水闭路循环以及“零排放”具有重要意义，应加大研发和开发力度，推广其应用。
参考文献
[1]邓征宇，杨春平等.曝气生物滤池技术进展，环境科学与技术，2010，[8]：88-93
[2]王奕，复合型生物膜反应器处理污水的研究，大连理工大学，2003，[2]：188-190
[3]李冰等，BAF的工艺特性，科技情报开发与经济，2004，55（42）：273-279.
[4]刘卫华，微污染原水化学预氧化处理技术试验研究，天津大学，2005，10（5）：201-245
[5]王炜亮等，曝气生物滤池的发展、应用以及特性，青岛建筑工程学院学，2004，22（10）：288-301.
作者简介：石超杰，（1977-）男，河南尉氏人，学士学位，工程师，一直从事化学环保工程设计、运行管理及技术监督工作。
（作者单位：聊城信源集团有限公司）
关键词：曝气生物滤池；原理；应用；水处理
1、前言
近年来随着城市建设和发展，大量不达标污废水的排放不仅使环境遭受严重污染，并且造成了水资源的短缺。对此，寻找经济效率高的污水处理技术，对提高水环境的恢复功能和污水回用的发展有着重要的意义。自20世纪，80年代来，BAF就开始引起人们广泛关注，是一种发展很快的新型生物处理技术，已成为一个热门的研究。曝气生物滤池的基本原理在于为介质的颗粒填料，通过附着在填料和胞外聚合物吸附截留的生物膜，微生物氧化分解，形成沿食物链捕食层次角色实现从水中去除污染物的目的流动方向。同时利用好氧反应器中，缺氧区的存在，实现脱氮除磷功能。该技术具有出水水质良好、水力停留时间短、占地面积小、投资和运行成本相对较低、抗冲击负荷能力强大和管理方便等优点，是一种环保、经济、高效节能的污水处理技术。它不仅可以用于污水的二级和三级处理，而且还可用于微污染水源水预处理等。比较适合我国水处理事业所面临的技术水平低以及资金不足的状况。因此深入了解其性能、机理及其在水处理中的应用情况，将有助于提高人们对该项技术的认识及应用水平。
2. BAF在我司河水处理中的应用
2.1概况
以河水为水源，建设设计规模为96000m3/d，水厂自用水率为5%，预处理部分设计流量为100800 m3/d。处理后产水直接补充电厂凉水塔。处理工艺主要采用：“曝气生物滤池+机械加速搅拌澄清+纤维束过滤罐”的主体处理工艺。来水污染程度较高，氨氮必然存在超标的可能，尤其在上游来水和降雨量较少的冬春秋季节，河流稀释和自净能力降低，增加生物预处理对去除氨氮和有机物，改善混凝效果非常重要。浊度升高一般在雨季出现，此时有机物和氨氮降低，可以超越BAF 运行。
设计进水水质：pH6～9；浊度≤200NTU；BOD5≤30mg/L；CODcr≤80mg/L。出水水质参照《污水再生利用工程设计规范》GB/T50335-2002中循环冷却水补充水水质标准即：pH6～9；浊度≤5NTU；BOD5≤10mg/L；CODcr≤60mg/L。
2.2BAF工艺的性能
（1）采用气水平行上向流，使得气水进行极好均分，防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象，氧的利用率高，能耗低；
（2）与下向流过滤相反，上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免形成沟流或短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；
（3）上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性；
（4）采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量；
（5）滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率；
（6）由于滤池极好的截污能力，使得BAF后面的机械加速澄清池用药量少、出水效果好。
经过近八年运行，BAF运行稳定，其经济性能及耐污染冲击得到了验证。我们采用目前较先进的火山岩填料，相比于传统的生物滤池具有以下性能提升：
（1）高负荷的有机物，高浓度的生物，较短的水力停留时间，抗冲击能力突出，处理水的质量是好的。曝气生物滤池可以在正常负荷的2至3倍運行负载下工作，其水质变化也不会大；
（2）滤池的封闭或半封闭结构，降低了污水处理厂的气味，无污泥膨胀问题，没有污泥回流，在处理设施能运行起来，有利于系统的恢复的开始；
（3）占地面积小，是传统工艺1 / 4到1 / 5，节省大量的土地及地面处理成本，模块化设计的需要，使操作更方便管理。
3. BAF应用前景及存在的问题
3.1 BAF在水处理过程中的应用前景
曝气生物滤池工艺发展到现在已经取得了很大的成就，但其在除磷、反应机理、反应动力学和影响因素等方面有待进一步研究。随着现代生物技术的发展的同时，也将为BAF提供更好的分析技术和检测方法的膜技术更先进的分析。曝气生物滤池工艺具有占地面积小、处理效果好、投低资、易于管理、于污水过滤深度生物处理于一身，充分体现了现代水处理工艺。曝气生物滤池可以应用于受污染的原水预处理，污水深度处理技术，结合其他的处理。通过对新型填料的开发高效的性能增强的预处理，与高级氧化技术组合等，可以强化曝气生物滤池的性能和一些难降解污染物的去除能力，使曝气生物滤池在污水处理中发挥更大作用。
3.2存在的问题
（1）对进水的SS要求较高，SS一般不超过100mg/L，最好控制在60 mg/L以下。
（2）生物除磷效果不好，最好采用化学法除磷。
（3）温度是影响生物滤池运行效果的因素之一。研究表明，20℃是反应器中氨氮去除率的临界温度，低于20℃，去除率较低；20℃时，氨氮去除率上升；高于20℃，去除率增长随着温度的升高逐渐缓慢。
4.结论
BAF作为一种新型高效生物膜污水处理技术和工艺。近些年来，已成为国内外研究的热门领域，既可以作为污水的二级处理，也可用于深度处理。是一个适合中国国情的污水处理技术，具有广阔的应用前景。随着分子生物学，纳米技术和生物检测技术的不断发展，对曝气生物滤池生物膜特性的研究将是提高曝气生物滤池组合工艺的发展和扩大其应用范围，解决我们的水资源短缺的有效途径。尤其对我国今后中水回用、企业污水闭路循环以及“零排放”具有重要意义，应加大研发和开发力度，推广其应用。
参考文献
[1]邓征宇，杨春平等.曝气生物滤池技术进展，环境科学与技术，2010，[8]：88-93
[2]王奕，复合型生物膜反应器处理污水的研究，大连理工大学，2003，[2]：188-190
[3]李冰等，BAF的工艺特性，科技情报开发与经济，2004，55（42）：273-279.
[4]刘卫华，微污染原水化学预氧化处理技术试验研究，天津大学，2005，10（5）：201-245
[5]王炜亮等，曝气生物滤池的发展、应用以及特性，青岛建筑工程学院学，2004，22（10）：288-301.
作者简介：石超杰，（1977-）男，河南尉氏人，学士学位，工程师，一直从事化学环保工程设计、运行管理及技术监督工作。
（作者单位：聊城信源集团有限公司）