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生物曝濾池設(shè)備工藝特點(diǎn)

工藝參數(shù)
   隨著人們對(duì)曝氣生物濾池研究的深入, BAF反應(yīng)器的關(guān)鍵工藝參數(shù)也了較大的調(diào)整,其工藝參數(shù)大致如下:
容積負(fù)荷與要求出水水質(zhì)相關(guān),一般情況下機(jī)物負(fù)荷為2～10 kg BOD5 /m3 •d;硝化0. 5～3 kgNH32N /m3 •d;反硝化018～7 kg NO32N /m3 •d; 水力負(fù)荷6～16 m3 /m2 •h;水比(1～3) ∶1,大不過(guò)10∶1; 填料粒徑為2～8 mm;填料高度為2～4m;單級(jí)反沖周期24 ～48 h;多級(jí)反沖周期24 ～48h,硝化反硝化濾池時(shí)間較長(zhǎng);單池反沖水量約占產(chǎn)水量的8%左右,或?yàn)閱纬靥盍象w積的3倍左右;反沖時(shí)間20～30 min,反沖洗水強(qiáng)度15～35 L /m2 •s,強(qiáng)度15～45 L /m2 •s。

曝氣生物濾池的效能
   作為污水處理工藝,外學(xué)者對(duì)曝氣生物濾池的進(jìn)行了大量研究。雖然很多學(xué)者在曝氣生物濾池對(duì)機(jī)物和懸浮物的去除,對(duì)硝化和反硝化等污染物的去除效能方面已取得了一定的進(jìn)展和共識(shí)。但關(guān)曝氣生物濾池的生物掛膜,磷的去除、填料的、反沖洗方式等方面的研究與還待進(jìn)一步完善。

污染物的去除

曝氣生物濾池工藝上的獨(dú)性及明顯的空間梯度征決定了其對(duì)污染物去除的強(qiáng)效性。

機(jī)物和懸浮物的去除
曝氣生物濾池內(nèi)填料的物理吸附和過(guò)濾截留以及生物膜的生物氧化決定了池內(nèi)SS和機(jī)物的強(qiáng)效去除,外該領(lǐng)域的研究及也充分證明了上述觀點(diǎn)。Pastorelli G. 等[ 3 ]對(duì)中試規(guī)模的淹沒(méi)式生物濾池連續(xù)進(jìn)行18 個(gè)月的試驗(yàn)研究表明BOD5和SS去除率均大于95%。Gilbert Desbos等[ 4 ]在研究SS和COD的去除率同濾速之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)荷的增大并不是因?yàn)檫M(jìn)水中更多的SS,而是由于更高的流量和低停留時(shí)間時(shí),去除效率是相當(dāng)穩(wěn)定的,總的SS去除率在80% ～90%之間,而COD去除率在70% ～80%之間波動(dòng)。,兵強(qiáng)等[ 5 ]采用B IOFOR工藝,以生活污水為處理對(duì)象, COD、BOD5、SS出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)規(guī)準(zhǔn)。大連市馬欄河污水處理采用B IOFOR型BAF,在處理量為12m3 /d, COD負(fù)荷大6 kg COD /m3 •d的情況下,出水COD小于75 mg/L。以上外研究與結(jié)果表明,曝氣生物濾池對(duì)機(jī)物和懸浮物的處理機(jī)能成熟,,去除*,在污水碳機(jī)物去除中潛力巨大。
氨氮的去除
氨氮是污水處理中主要的目標(biāo)去除物之一。曝氣生物濾池將較短的水力停留時(shí)間與長(zhǎng)的污泥齡機(jī)起來(lái),利于硝化細(xì)菌這類世代期較長(zhǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng),對(duì)氨氮具較高的去除效率,因此,被于污水中氨氮的去除。硝化,關(guān)BAF硝化性能的研究已得到越來(lái)越多研究者的重視,通過(guò)優(yōu)化參數(shù)BAF的硝化效率已得到了明顯的提高。J1Cromphout[ 6 ]利用上向流曝氣生物濾池處理含氨的富營(yíng)養(yǎng)化水時(shí),在水比1∶1,濾速5118 m /h,溫度10 ℃以上條件下,硝化效率可達(dá)99%。英水研究Dillon等[ 7 ]對(duì)BAF的硝化能力研究結(jié)果表明當(dāng)?shù)莘e負(fù)荷為0163 kg/m3 • d 時(shí), NH+2N 去除率可達(dá)90%。R1Pujol等[ 8 ]通過(guò)對(duì)法巴黎Achresh處理的上向流曝氣生物濾池兩年的研究認(rèn)為,在濾速4 ～6m /h, 6～8 m /h, 8～10 m /h條件下,當(dāng)NH32N的容積負(fù)荷為115 kg NH32N /m3 •d時(shí),曝氣生物濾池氨氮去除率始終保持在80% ～99% ,濾速的提高不僅不是影響反應(yīng)器硝化速度的限制因素,反而會(huì)對(duì)硝化積的促進(jìn)。F1Fdz2Polanco[ 9 ]等對(duì)淹沒(méi)式曝氣生物濾池硝化過(guò)程中異養(yǎng)菌和硝化菌的空間分布情況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)COD∶NH+42N為4∶1,進(jìn)水COD低于200 mg/L 時(shí)不影響硝化效能;當(dāng)進(jìn)水COD高于200 mg/L 時(shí),硝化效能將法達(dá)到99%;盡管BAF的氨氮去除效能在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn),但關(guān)進(jìn)水負(fù)荷,機(jī)物濃度以及硝化細(xì)菌分布征還需進(jìn)一步探討。目前的研究表明,曝氣生物濾池的硝化性能與機(jī)物濃度、溫度、停留時(shí)間等因素密切的關(guān)系,因此硝化性能的研究待進(jìn)一步的深入。

反硝化,由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物,使得反硝化得以進(jìn)行。Pujol[ 8 ]研究認(rèn)為,反硝化采用外加碳源的辦法,在濾速為10 ～ 15 m /h 時(shí), 脫氮能力可達(dá)到99%。Pujol等[ 10 ]還比較了前置反硝化和后置反硝化的優(yōu)劣,認(rèn)為反硝化過(guò)程應(yīng)采用上向流的進(jìn)水方式進(jìn)行。Chen等[ 11 ]研究生物過(guò)濾反應(yīng)器與活性污泥反應(yīng)器以及流化床的反硝化性時(shí),發(fā)現(xiàn)在不同水力條件下,反應(yīng)器內(nèi)微生物種群會(huì)發(fā)生一定的變化,但優(yōu)點(diǎn)種群———桿菌屬基本穩(wěn)定。

另外,曝氣生物濾池獨(dú)的空間梯度分布征及特點(diǎn)使其具備了一定的短程硝化反硝化能力,曝氣生物濾池采用粒狀顆粒作為過(guò)濾和生物氧化的介質(zhì)和載體,在整體上和每一單元填料表面所附著生物膜中都存在著基質(zhì)和溶解氧的濃度梯度分布,這為各種不同生態(tài)類型的微生物在生物膜內(nèi)不同部位占據(jù)優(yōu)點(diǎn)生態(tài)位提供了條件。Puzava等[ 12 ]在曝氣生物濾池一體化硝化反硝化方面取得了一定進(jìn)展,他們通過(guò)調(diào)整曝量將反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度控制在015～3 mg/L,從而控制溶解氧不擴(kuò)散到生物膜內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化。中試結(jié)果表明,通過(guò)實(shí)時(shí)曝,即使將曝量降低50% ,也可達(dá)到同樣的處理效果。顯然,曝氣生物濾池的硝化,反硝化能力已經(jīng)得到了很好的實(shí)踐驗(yàn)證,對(duì)去除污水中氨氮的技術(shù)發(fā)展具一定的推動(dòng)。
磷的去除
單獨(dú)利用BAF的生物除磷是很難達(dá)到放規(guī)準(zhǔn)的,通常情況下需采取化學(xué)方法除磷。Gon2calves等[ 13 ]進(jìn)行曝氣生物濾池同步脫氮除磷的研究時(shí)發(fā)現(xiàn),進(jìn)水方式對(duì)磷去除效果影響不大。德科隆污水處理采用曝氣生物濾池進(jìn)行的同步硝化除磷實(shí)驗(yàn)表明,曝氣生物濾池除磷率可達(dá)70% ,總磷可降至015 mg/L。Aesay等[ 14 ]發(fā)現(xiàn),利用曝氣生物濾池反硝化脫氮時(shí),如利用水解污泥或水解固體廢物做外加碳源,可同時(shí)去除比微生物生長(zhǎng)需要量高3倍的磷。Pak等[ 15 ]研究了利用2級(jí)生物濾池在交替好氧、厭氧條件下對(duì)污水中氮磷的去除情況,發(fā)現(xiàn)影響除磷的因素為COD /TP值和水力停留時(shí)間,好氧過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)磷的釋放一定影響。Pedro A. Castillo等[ 16 ]在研究序批式曝氣生物濾池生物除磷時(shí),在保持原水中COD∶N∶P為20∶5∶1,進(jìn)水COD < 15 g/m2 •d 情況下,磷的去除率為72%。而T. Clark等[ 17 ]在BAF中用化學(xué)沉淀法除磷的研究結(jié)果表明, BAF化學(xué)加藥除磷比生物除磷效率要高,同時(shí)BOD5、COD的去除效果未受影響。從目前研究可知,單純采用曝氣生物濾池除磷效果較差,如何在濾池中創(chuàng)造良好的厭氧2好氧環(huán)境待進(jìn)一步探討。
填料的研制與
填料的開發(fā)是曝氣生物濾池工藝發(fā)展的核心問(wèn)題,適合的填料對(duì)曝氣生物濾池效能的發(fā)揮著直接的影響,同時(shí)也將影響到曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)形式、和正常操作。
先,填料材質(zhì)本身的物理吸附性、化學(xué)穩(wěn)定性、毒害、孔隙率等對(duì)濾池處理效能一定影響。目前, 曝氣生物濾池多采用顆粒狀填料,如陶粒、沸石、焦炭、石英砂、活性炭和膨脹硅鋁酸鹽等。機(jī)高分子填料聚氯乙烯、聚苯乙烯小球、合成纖維和波紋板等上浮式填料近來(lái)也得到了一定的。Lei Yang等[ 19 ]對(duì)曝氣生物濾池中水流與濾料性進(jìn)行對(duì)比研究時(shí)認(rèn)為,濾料性對(duì)濾池性能的決定遠(yuǎn)大于水流。

③氧的傳輸效率和利用率都很高，曝量小，供氧的動(dòng)力消耗較低。實(shí)現(xiàn)氧的高利用率的機(jī)理主要以下幾點(diǎn)：a．填料粒徑小，泡上升過(guò)程中不斷被切割成小泡，加大了液接觸面積，提高了氧的利用率；b．泡上升過(guò)程中，受到了填料的阻力，延長(zhǎng)了停留時(shí)間，為氧的進(jìn)一步傳質(zhì)提供了條件；c·氧可以直接滲透人生物膜，從而加快了氧的傳質(zhì)速率。④抗沖擊負(fù)荷，耐低溫。這主要依賴于濾料的高比表面積和曝氣生物濾池的緩沖能力。
(2)曝氣生物濾池的缺點(diǎn)
①對(duì)進(jìn)水的SS要求較高。為使之在較短的水力停留時(shí)間內(nèi)處理較高的機(jī)負(fù)荷并具截留SS的功能，曝氣生物濾池采用的填料粒徑一般都比較小。如果進(jìn)水的SS較高，會(huì)使濾池在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的水頭損失、發(fā)生堵塞，這樣就必然導(dǎo)致頻繁的反沖洗，增加了與管理的不便。根據(jù)外的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)水的SS-般不過(guò)lOOmg/L，控制在60mg/L以下。這樣就對(duì)曝氣生物濾池前的處理工藝提出了較高的要求。
②水頭損失較大，水的總提升高度大。曝氣生物濾池雖具截留SS，代替二沉池的功能，但同時(shí)伴隨著的是其水頭損失較大。一般來(lái)說(shuō)，水頭損失根據(jù)具體情況，每一級(jí)為1～2m，這樣就在整體上加大了水的總提升高度。
③雖節(jié)約了二沉池，但需污泥緩沖池。這是因?yàn)椴捎闷貧馍餅V池工藝，在反沖洗操作中短時(shí)間內(nèi)水力負(fù)荷較大，反沖出水直接回流入初沉池會(huì)對(duì)初沉池造成較大的沖擊負(fù)荷。

生物曝濾池設(shè)備工藝特點(diǎn)

1、【工藝特點(diǎn)】

①一次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4；②占用面積為常規(guī)工藝的1/10～1/5，費(fèi)低1/5；③進(jìn)水要求懸浮物50～60mg/L與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池；④填料多為頁(yè)巖陶粒，直徑5mm，層高1.5～2m；⑤水往下、往上的逆向流可不設(shè)二沉池。

曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具機(jī)負(fù)荷高、（是普通活性污泥法的1/3）、投資少（節(jié)約30%）、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸、等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100mg/L，SS≤60mg/L），因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。

曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，具容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，：能耗低，少的點(diǎn)。

2、【工藝原理】

BAF工藝可以分為四種類型，分別是biostyr工藝、biofor工藝、BIOSMEDI工藝，BIOSMEDI生物濾池，現(xiàn)在分別闡述如下：

（1）、BIOSTYR工藝

BIOSTYR是法OTV的注冊(cè)水處理工藝技術(shù)，由于采用輕質(zhì)懸浮填料--BIOSTYRENE（主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3）而得名。下面以去除BOD、SS并具硝化脫氮功能的反應(yīng)器為例說(shuō)明其工藝結(jié)構(gòu)與基本原理。

BIOSTYR工藝是一種上流生物濾池，是一種可靠、自動(dòng)化程、、抗沖擊和節(jié)約能耗的污水處理革新工藝，工藝成熟強(qiáng)效。

污水通過(guò)濾料層，水體含的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉(zhuǎn)化，同時(shí)，溶解狀態(tài)的機(jī)物和定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在過(guò)濾層中，而只讓凈化的水通過(guò)，這樣可在一個(gè)密閉反應(yīng)器中達(dá)到完的生物處理而不需在下游設(shè)置二沉池進(jìn)行污泥沉降。

濾池底部設(shè)進(jìn)水和泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.5～3.5m，為防止濾料流失，濾床上方設(shè)置裝濾頭的混凝土擋板，濾頭可從板面拆下，不用空濾床，方便維修。擋板上部空間用作反沖洗水的儲(chǔ)水區(qū)，其高度根據(jù)反沖洗水頭而定。

該區(qū)內(nèi)設(shè)回流泵用于將濾池出水泵至配水廊道，繼而回流到濾池底部實(shí)現(xiàn)反硝化，在不需要反硝化的工藝中沒(méi)該回流系統(tǒng)。填料層底部與濾池底部的空間留作反沖洗再生時(shí)填料膨脹之用。

濾池供系統(tǒng)分兩套管路，置于填料層內(nèi)的工藝空管用于工藝曝(主要由曝風(fēng)機(jī)提供增氧曝)，并將填料層分為上下兩個(gè)區(qū)：上部為好氧區(qū)，下部為缺氧區(qū)。根據(jù)不同的原水水質(zhì)、處理和要求，填料層的高度不同，好氧區(qū)、厭氧區(qū)所占比例也相應(yīng)變化；濾池底部的空管路是反沖洗空管。

該工藝具如下點(diǎn)：

上流濾池，底部渠道進(jìn)配水，部出水；

濾料比重小于1；

穿孔管曝，節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)；

濾頭在濾池的部，與處理后水接觸，易于維護(hù)；

重力反沖洗，須反沖洗水泵；

工藝空和反沖洗用共用鼓風(fēng)機(jī)；

曝管可布置在濾層中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能；

（2）、Biofor工藝

Biofor（生物過(guò)濾氧化反應(yīng)池）是得利滿水務(wù)繼滴濾池、Biodrof干式過(guò)濾系統(tǒng)之后的專為污水處理設(shè)計(jì)的三代生物膜反應(yīng)池。

與其它類型的生物過(guò)濾工藝相比，Biofor主要具下列性：

①向上流生物過(guò)濾

進(jìn)水自濾池底部流向部，上流過(guò)濾在濾池的整個(gè)高度上持續(xù)提供正壓條件，與下向流過(guò)濾相比提供了許多優(yōu)點(diǎn)。

②使用制的過(guò)濾及生物膜煤介：Biolite生物濾料

確保獲得較高的生物膜濃度和較大的截留能力，并加長(zhǎng)了周期。

③高性能曝

Biofor采用了制的曝頭：它不僅能強(qiáng)效的供氧，而且、使用安、易于操作和維護(hù)。

④流體完均勻的分布

空和水流為同向流。Biofor生物濾池的濾板配25UB33e濾頭，該濾頭的防阻塞設(shè)計(jì)通過(guò)均勻的配水使過(guò)濾效果優(yōu)化。

曝氣生物濾池的工藝特點(diǎn)：

1. 曝氣生物濾池同時(shí)具生物氧化降解和過(guò)濾的，可獲得優(yōu)良的出水水質(zhì)；

2. 曝氣生物濾池，基建投資省，其占地面積僅為常規(guī)工藝的1/10—1/5，之后不設(shè)二次沉淀池，本工藝處理負(fù)荷高、停留時(shí)間短，因而池容較小，基建投資比常規(guī)工藝節(jié)省至少20~30％；

3. 曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高，曝量小，供氧動(dòng)力消耗低，低，氧的利用效率可達(dá)20－30％；

4. 曝氣生物濾池中的濾料具高比表面積，當(dāng)外加機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，抗沖擊負(fù)荷，濾料表面的生物量可以快速增值；另一方面依靠于整體曝氣生物濾池的緩沖能力；

5. 易掛膜，啟動(dòng)快，可在很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)設(shè)計(jì)處理能力；

6. 曝氣生物濾池采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于后期改、擴(kuò)建，不影響已的工藝。