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摘要：选择ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池为对象，主要对这两种滤池功能、结构形式、滤料、反冲洗流程等进行介绍和对比。
关键词：ABAF；反硝化曝气生物滤池；Denite 反硝化深床滤池；滤料
由于国家环保局将城镇污水厂的排放标准由一级B标准提升为一级A标准，而国内大多数污水处理厂现有的工艺流程已经无法满足新的出水水质要求，必须要进行优化改造。近年来，反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池在城镇污水处理提标改造工程中的应用越来越多，这两种滤池主要用于去除SS、TP及TN等污染物，保证其出水达到一级A标准。
目前，具有代表性的反硝化曝气生物滤池为法国得利满公司的BIOFOR、法国OTV公司的BIOSTYR[1]及香港ATAL公司的ABAF，应用广泛的反硝化深床滤池为美国STS公司的Denite 滤池及美国Xylem公司的elimi-NITE 滤池。本文选择ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池为对象，主要对这两种池的功能、结构形式、滤料、反冲洗流程等进行介绍和对比。
1 反硝化滤池功能及工艺流程
ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池同时具有三个功能：①悬浮物（SS）的过滤去除；②总磷（TP）的化学除磷；③总氮（TN）的生物反硝化脱氮。对于SS、TP和TN出水不达标的项目，提标改造工艺一般采用的反硝化滤池工艺流程如上图1，污水经中间水池提升至微絮凝池，在微絮凝池中投加液态聚合氯化铝（PAC）混凝剂，PAC与污水中磷酸盐反应，生成颗粒状和非溶解性的物质，通过反硝化滤池内滤料层的过滤作用将沉淀物去除，从而达到去除TP的目的。
经微絮凝池后的水经配水堰分配到每格滤池的进水井，其后污水藉重力流至反硝化滤池管廓内的滤池进水管进入每一格滤池，经反硝化滤池处理后的污水流经滤池上方的滤料捕捉器和出水堰后进入反硝化滤池的公共出水渠，最后汇流至清水池；根据进水水质情况，在碳源不足的情况下，在进水渠内设置碳源投加装置，用于补充反硝化池内的碳源；系统能自动获取滤池的进水流量，结合滤池的进、出水硝酸盐浓度，通过碳源投加现场控制柜内置软件的计算，发出指令控制加药泵的碳源投加量。反冲洗废水汇流到废水池，后经水泵提升返回污水处理厂现有的提升泵房。
2 ABAF反硝化曝气生物滤池
ABAF曝气生物滤池（ABAF）是安乐工程有限公司研发的专利（专利号：ZL2004 1 0033940.7）工艺，ABAF滤池可分为碳氧化滤池、硝化滤池和反硝化滤池等。近10年来，ABAF滤池在国内已有10多个业绩，ATAL公司凭借承建过并已投入运行的青岛市麦岛污水处理厂（140，000m3/d）、长沙市开福污水处理厂（100，000m3/d）及大连寺儿沟污水处理厂（100，000m3/d）等项目，在曝气生物滤池的工艺设计、设备选购、施工、安装、调试和运营中，切实做到安全可靠、经济适用、技术先进、确保出水达标。
ABAF反硝化曝气滤池由滤池池体、滤料层、承托层、布水布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。图1是ABAF反硝化曝气滤池的结构示意图。
池体构筑物：钢筋混凝土或钢制结构，通常为正方形或长方形。
水流方向：进水为上向流，出水为滤池上部出去，反冲洗进水与进水管共用一根管道，同为上向流，反洗废水排放为滤池上部排出。
滤料层：ABAF反硝化曝气滤池选用天然粘土烧制成的陶粒濾料，有效粒径分为：2.5～4.0mm、3.0～5.0mm、4.0～6.0mm，滤料层高度：2.5～4m，根据不同的水质和出水要求选用不同粒径的陶粒滤料。滤料比重：1.4～1.6t/m3。
承托层：圆形硬硅质天然鹅砾石，粒径范围4～16mm，三级级配，滤层厚度为300mm。
布水系统主要包括：滤池最下部的配水室和滤板上的滤头；布气系统主要包括：池底穿孔管和滤板上的滤头。
反冲洗系统：ABAF反硝化曝气生物滤池采用气—水联合反冲洗。一般情况下运行24—48小时反冲洗一次，滤池的反冲洗周期根据出水TN浓度、SS浓度及滤料层的水力损失综合而定，由在线检测仪表将检测数据反馈给PLC，并由PLC系统来自动控制和操作。反冲洗过程程序：（1）降液位阶段：关闭进水阀门，开启降液位阀门，将滤池的液位降低1～1.5m，时间为3～5min。（2）气洗阶段：开启反冲洗进气阀门，启动反冲洗风机，进行气洗，目的是松动滤料层，使滤料层膨胀，气洗强度为20～25L/（m2.s），时间为3～5min。（3）气水联合反冲洗：开启反冲洗进水阀门，启动反冲洗水泵，进行气水联合反冲洗，目的是将滤料上截留的悬浮物和老化的微生物冲洗出去，反冲洗水洗强度为6～8L/（m2.s），时间为5～8min。（4）水漂洗：关闭反冲洗风机和反冲洗进气阀门，进行水漂洗，目的是将滤料表面的悬浮物和老化的微生物膜冲洗出去，时间为3～5min。
3 反硝化深床滤池简介
Denite 反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是STS公司独特领先全球的脱氮及过滤并举的先进处理工艺，近40 年来Denite 反硝化滤池在全世界有数百个系统中正常运行着。图2是Denite 反硝化深床滤池的结构示意图。
池体构筑物：钢筋混凝土或钢制结构，通常为长方形。
水流方向：进水为重力下向流，出水为滤池底部出去，反冲洗进水为下部上向流，
反洗废水从滤池底部排放。
滤料层：Denite 反硝化深床滤池选用石英砂为过滤介质，滤床高度一般约1.8m，
最高不超过2.4m，有效粒径2～4mm，均匀系数：1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度：6-7，比重：大于或等于2.6t/m3，溶度：不超过3%。 承托层：天然鹅卵石，厚度为500mm，5级级配。
气水分布系统：采用“T”气水分布块滤砖技术，滤砖能形成空气反射内腔，反冲洗时空气与水混合后，从相邻滤砖的间隙中强力喷出，将空气与水均匀分布在整个滤池区域，确保整个滤池反冲洗无死角和盲区。滤砖位于反冲洗支气管的上面，隔一排滤砖放置一根支气管。气水分布块内腔接收空气分配支管排出的空气。
反冲洗系统：由于Denite 滤池进水为下流式，与N2溢出方向相反，N2溢出时产生的气阻大，3～4h就需要开启反洗泵驱氮。而完整的反冲洗流程及设备配置与ABAF反硝化曝气生物滤池类似。
4 两种滤池比较
ABAF反硝化曝氣生物滤池和Denite 反硝化深床滤池主要的区别在于过滤介质及进水和出水的方向不同，两种滤池各有优缺点：
（1）陶粒滤料与石英砂相比，比表面积为同体积石英砂的2-3倍，易于微生物附着；孔隙率为石英砂的1.3-2.0倍；截污能力是石英砂滤料的1.5～2倍。与常规滤料相比，具有生物附着性强、水流流态好、反冲洗容易进行等优点。
（2）反硝化过程产生的N2会使过滤产生气阻，ABAF滤池进水为上流式，与N2溢出方向相同，N2随进水溢出，不需要单独驱氮；而Denite 滤池进水为下流式，与N2溢出方向相反，N2溢出时产生的气阻大，3～4h就需要开启反洗泵驱氮，故能耗高，也会增加其它滤池的负荷和滤速。
（3）Denite 滤池采用淹没式进水避免ABAF滤池水流高位反堰跌落，造成滤池进水充氧的弊端，提高了反硝化脱氮效果同时节省了碳源投加量；滤池冬季低温期运行，淹没式进水可避免由于ABAF滤池池水流高位跌落造成的水温流失，保持较好的低温反硝化效果[3]。
（4）滤料层厚度比深床滤池高，相同处理水量及滤速条件下，ABAF滤池可增加对高浓度废水冲击负荷的缓冲能力；在相同处理水量及滤料容积负荷下，ABAF滤池滤速可以更大，占地更小。
5结论
ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池均可显著节约基建投资并减少占地面积，出水水质较好，运行费用低，管理方便，特别是其模块化结构利于提标改造和扩建工程，近年来已成为水处理行业的主流工艺[1-2]。
参考文献：
[1]张杰，曹相生，孟雪征.曝气生物滤池的研究进展[J].中国给水排水，2002，18（8）：26-29.
[2]齐宾强，王占生.曝气生物滤池在污水处理中的应用[J].给水排水，2000，26（10）：4-7.
[3]沈晓玲，李大成，徐焕文.深床反硝化滤池在污水厂提标扩建工程中的应用[J].中国给排水，2010，26（4）：32-34.
作者简介：谭贵娥（1981），女，硕士，项目工程师。本人主要从事市政污水污泥处理工艺设计工作及工程建设。
关键词：ABAF；反硝化曝气生物滤池；Denite 反硝化深床滤池；滤料
由于国家环保局将城镇污水厂的排放标准由一级B标准提升为一级A标准，而国内大多数污水处理厂现有的工艺流程已经无法满足新的出水水质要求，必须要进行优化改造。近年来，反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池在城镇污水处理提标改造工程中的应用越来越多，这两种滤池主要用于去除SS、TP及TN等污染物，保证其出水达到一级A标准。
目前，具有代表性的反硝化曝气生物滤池为法国得利满公司的BIOFOR、法国OTV公司的BIOSTYR[1]及香港ATAL公司的ABAF，应用广泛的反硝化深床滤池为美国STS公司的Denite 滤池及美国Xylem公司的elimi-NITE 滤池。本文选择ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池为对象，主要对这两种池的功能、结构形式、滤料、反冲洗流程等进行介绍和对比。
1 反硝化滤池功能及工艺流程
ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池同时具有三个功能：①悬浮物（SS）的过滤去除；②总磷（TP）的化学除磷；③总氮（TN）的生物反硝化脱氮。对于SS、TP和TN出水不达标的项目，提标改造工艺一般采用的反硝化滤池工艺流程如上图1，污水经中间水池提升至微絮凝池，在微絮凝池中投加液态聚合氯化铝（PAC）混凝剂，PAC与污水中磷酸盐反应，生成颗粒状和非溶解性的物质，通过反硝化滤池内滤料层的过滤作用将沉淀物去除，从而达到去除TP的目的。
经微絮凝池后的水经配水堰分配到每格滤池的进水井，其后污水藉重力流至反硝化滤池管廓内的滤池进水管进入每一格滤池，经反硝化滤池处理后的污水流经滤池上方的滤料捕捉器和出水堰后进入反硝化滤池的公共出水渠，最后汇流至清水池；根据进水水质情况，在碳源不足的情况下，在进水渠内设置碳源投加装置，用于补充反硝化池内的碳源；系统能自动获取滤池的进水流量，结合滤池的进、出水硝酸盐浓度，通过碳源投加现场控制柜内置软件的计算，发出指令控制加药泵的碳源投加量。反冲洗废水汇流到废水池，后经水泵提升返回污水处理厂现有的提升泵房。
2 ABAF反硝化曝气生物滤池
ABAF曝气生物滤池（ABAF）是安乐工程有限公司研发的专利（专利号：ZL2004 1 0033940.7）工艺，ABAF滤池可分为碳氧化滤池、硝化滤池和反硝化滤池等。近10年来，ABAF滤池在国内已有10多个业绩，ATAL公司凭借承建过并已投入运行的青岛市麦岛污水处理厂（140，000m3/d）、长沙市开福污水处理厂（100，000m3/d）及大连寺儿沟污水处理厂（100，000m3/d）等项目，在曝气生物滤池的工艺设计、设备选购、施工、安装、调试和运营中，切实做到安全可靠、经济适用、技术先进、确保出水达标。
ABAF反硝化曝气滤池由滤池池体、滤料层、承托层、布水布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。图1是ABAF反硝化曝气滤池的结构示意图。
池体构筑物：钢筋混凝土或钢制结构，通常为正方形或长方形。
水流方向：进水为上向流，出水为滤池上部出去，反冲洗进水与进水管共用一根管道，同为上向流，反洗废水排放为滤池上部排出。
滤料层：ABAF反硝化曝气滤池选用天然粘土烧制成的陶粒濾料，有效粒径分为：2.5～4.0mm、3.0～5.0mm、4.0～6.0mm，滤料层高度：2.5～4m，根据不同的水质和出水要求选用不同粒径的陶粒滤料。滤料比重：1.4～1.6t/m3。
承托层：圆形硬硅质天然鹅砾石，粒径范围4～16mm，三级级配，滤层厚度为300mm。
布水系统主要包括：滤池最下部的配水室和滤板上的滤头；布气系统主要包括：池底穿孔管和滤板上的滤头。
反冲洗系统：ABAF反硝化曝气生物滤池采用气—水联合反冲洗。一般情况下运行24—48小时反冲洗一次，滤池的反冲洗周期根据出水TN浓度、SS浓度及滤料层的水力损失综合而定，由在线检测仪表将检测数据反馈给PLC，并由PLC系统来自动控制和操作。反冲洗过程程序：（1）降液位阶段：关闭进水阀门，开启降液位阀门，将滤池的液位降低1～1.5m，时间为3～5min。（2）气洗阶段：开启反冲洗进气阀门，启动反冲洗风机，进行气洗，目的是松动滤料层，使滤料层膨胀，气洗强度为20～25L/（m2.s），时间为3～5min。（3）气水联合反冲洗：开启反冲洗进水阀门，启动反冲洗水泵，进行气水联合反冲洗，目的是将滤料上截留的悬浮物和老化的微生物冲洗出去，反冲洗水洗强度为6～8L/（m2.s），时间为5～8min。（4）水漂洗：关闭反冲洗风机和反冲洗进气阀门，进行水漂洗，目的是将滤料表面的悬浮物和老化的微生物膜冲洗出去，时间为3～5min。
3 反硝化深床滤池简介
Denite 反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是STS公司独特领先全球的脱氮及过滤并举的先进处理工艺，近40 年来Denite 反硝化滤池在全世界有数百个系统中正常运行着。图2是Denite 反硝化深床滤池的结构示意图。
池体构筑物：钢筋混凝土或钢制结构，通常为长方形。
水流方向：进水为重力下向流，出水为滤池底部出去，反冲洗进水为下部上向流，
反洗废水从滤池底部排放。
滤料层：Denite 反硝化深床滤池选用石英砂为过滤介质，滤床高度一般约1.8m，
最高不超过2.4m，有效粒径2～4mm，均匀系数：1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度：6-7，比重：大于或等于2.6t/m3，溶度：不超过3%。 承托层：天然鹅卵石，厚度为500mm，5级级配。
气水分布系统：采用“T”气水分布块滤砖技术，滤砖能形成空气反射内腔，反冲洗时空气与水混合后，从相邻滤砖的间隙中强力喷出，将空气与水均匀分布在整个滤池区域，确保整个滤池反冲洗无死角和盲区。滤砖位于反冲洗支气管的上面，隔一排滤砖放置一根支气管。气水分布块内腔接收空气分配支管排出的空气。
反冲洗系统：由于Denite 滤池进水为下流式，与N2溢出方向相反，N2溢出时产生的气阻大，3～4h就需要开启反洗泵驱氮。而完整的反冲洗流程及设备配置与ABAF反硝化曝气生物滤池类似。
4 两种滤池比较
ABAF反硝化曝氣生物滤池和Denite 反硝化深床滤池主要的区别在于过滤介质及进水和出水的方向不同，两种滤池各有优缺点：
（1）陶粒滤料与石英砂相比，比表面积为同体积石英砂的2-3倍，易于微生物附着；孔隙率为石英砂的1.3-2.0倍；截污能力是石英砂滤料的1.5～2倍。与常规滤料相比，具有生物附着性强、水流流态好、反冲洗容易进行等优点。
（2）反硝化过程产生的N2会使过滤产生气阻，ABAF滤池进水为上流式，与N2溢出方向相同，N2随进水溢出，不需要单独驱氮；而Denite 滤池进水为下流式，与N2溢出方向相反，N2溢出时产生的气阻大，3～4h就需要开启反洗泵驱氮，故能耗高，也会增加其它滤池的负荷和滤速。
（3）Denite 滤池采用淹没式进水避免ABAF滤池水流高位反堰跌落，造成滤池进水充氧的弊端，提高了反硝化脱氮效果同时节省了碳源投加量；滤池冬季低温期运行，淹没式进水可避免由于ABAF滤池池水流高位跌落造成的水温流失，保持较好的低温反硝化效果[3]。
（4）滤料层厚度比深床滤池高，相同处理水量及滤速条件下，ABAF滤池可增加对高浓度废水冲击负荷的缓冲能力；在相同处理水量及滤料容积负荷下，ABAF滤池滤速可以更大，占地更小。
5结论
ABAF反硝化曝气生物滤池和Denite 反硝化深床滤池均可显著节约基建投资并减少占地面积，出水水质较好，运行费用低，管理方便，特别是其模块化结构利于提标改造和扩建工程，近年来已成为水处理行业的主流工艺[1-2]。
参考文献：
[1]张杰，曹相生，孟雪征.曝气生物滤池的研究进展[J].中国给水排水，2002，18（8）：26-29.
[2]齐宾强，王占生.曝气生物滤池在污水处理中的应用[J].给水排水，2000，26（10）：4-7.
[3]沈晓玲，李大成，徐焕文.深床反硝化滤池在污水厂提标扩建工程中的应用[J].中国给排水，2010，26（4）：32-34.
作者简介：谭贵娥（1981），女，硕士，项目工程师。本人主要从事市政污水污泥处理工艺设计工作及工程建设。