曝气生物滤池运行情况调研及问题分析

曝气装置的性能对曝气生物滤池的运行、管理 及能耗等都有重要的影响。 目前，国内沉没滤料曝 气生物滤池多采用单孔膜空气扩散器，一般认为其 具有布气均匀、氧传质效率高的优点。 然而，运行实 践表明，只有少数国际品牌的单孔膜空气扩散器具 有持久均匀的布气效果，而国产单孔膜空气扩散器 在运行一段时间后存在着不同程度的堵塞和布气
污水厂所执行的出水水质标准中未对 TN 有严格的 要求。曝气生物滤池作为三级处理工艺时，会出现滤 池不能完全运转或抗冲击负荷能力差的现象， 究其 原因，可能是进入滤池的底物浓度低，滤池中微生物 活性不高造成的。
国内曝气生物滤池绝大多数采用密度大于水的 沉没式滤料，其中以陶粒为主，火山岩近年来有逐渐 推广的趋势，沸石、粉煤灰及其他新型滤料的应用尚 停留在中试或实验室阶段，未有大规模的工程应用。
TN
13
COD
89.3
88.9
30.1
87.9
BOD5
95.5
93.8
95.2
去除 率/%
SS
95.8
97.4
72.3
92.3
NH4+-N 98.0
91.1
84.3
78.1
TN
50.9Biblioteka 工艺流程C/N+N
DN+C/N
二级处理+ C/N+DN
C/N
材质
膨胀硅铝 酸盐
陶粒
火山岩 聚苯乙烯
滤料
高 度/m
C/N池:4 N池:4.5
孔曝气，后来随着实践和理论的不断深入，改为不锈 角堰出流为例， 计算得表 2 情况下的配水均匀度为
钢穿孔管曝气， 这种改变对氧的利用率来说几乎没 75%。
有影响， 却大大降低了曝气末端设备的投资和运行
通过以上分析可以看出， 滤池配水渠设计时应
维护费用， 也避免了微孔曝气中常见的堵塞问题。 对配水均匀度进行计算，不满足设计要求时，应在配
COD
118
150
55.8
92
BAF 进水 BOD5
50
水质/
SS
83
（mg·L-1） NH4+-N
17
TN
70
5.9
42
65
20
27
17
4.68
22.6
21
COD
30
25
39
45
BAF 出水 BOD5
5.4
6.5
8.2
水质/
SS
8
6.5
5.5
12.3
（mg·L-1） NH4+-N
0.5
2
0.7
5.7
3.5
3.5
3.5
粒 径 /mm
C/N 池 :3 ~6 N 池:2.5~6
D N 池 :6 ~9 N池:4~6
3~5
约为 6
COD
3.1
1
0.6
1.1
污染物
负荷/ (kg·m-3·d-1）
BOD5 NH4+-N
1.6 0.5
0.7 0.1
0.1 0.2
0.7 0.4
TN
0.3
水 力 停 留 时 间 /h
2 曝气生物滤池设计、运行中面临的几个问 题及分析
2.1 预处理及其运行管理 曝气生物滤池是在快滤池的基础上发展起来
的， 其进水宜经过混凝沉淀处理。 国外 BIOFOR誖、 BIOSTYR 誖滤 池 的 预 处 理 设 施 SEDIPAC 3D 池 、 MULTIFLO 沉淀池皆具有混凝沉淀的功能。 国内设 计运行的曝气生物滤池的预处理除采用混凝沉淀 外，还采用水解沉淀的方式，如大连马栏河污水处理 厂二期工程、广东新会污水处理厂等。采用水解沉淀 时，要严格控制进水水量并加强对排泥的运行管理， 保持污泥区泥床高度基本恒定， 并及时清除液面浮 泥浮渣， 严防水解沉淀池的污泥进入滤池堵塞配水 系统及滤层。根据运行管理经验，进入沉没滤料曝气
[关键词] 曝气生物滤池；预处理；氧利用率；配水均匀性 ［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-829X（2012）11-0010-03
Investigation on the operational situation of biological aerated filter
我 国 于 1996~2000 年 将 曝 气 生 物 滤 池 技 术 的 研究列入了国家科技攻关计划。目前，国内已建成的 以曝气生物滤池为主体工艺的城镇污水处理厂超过 100 座，设计处理能力达数百万 m3/d。 10 余年来，国 内研究人员在土建施工、滤料研发、设备选型、安装 工艺等方面进行了大量工作， 大大推动了曝气生物 滤池工艺的应用， 然而在很多方面与国外还存在着 较大的差距，导致运行效果不佳。为切实了解曝气生 物滤池在实际应用中存在的问题， 对国内采用曝气 生物滤池主体工艺的部分城镇污水处理厂进行了调 研，总结了曝气生物滤池对不同污染物的处理能力， 针对性地总结、分析了其预处理系统、曝气系统、滤 池间配水系统存在的问题并提出了改进措施。
1 曝气生物滤池对城镇污水的处理效果
几 个 典 型 污 水 处 理 厂 曝 气 生 物 滤 池 （BAF） 的 技 术性能参数如表 1 所示。
我国城镇污水曝气生物滤池技术主要用于三级 处理和浓度较低的二级处理。 曝气生物滤池对 COD、BOD5、NH4+-N 的去除效果很好，一般可达到国 家一级 A 排放标准的要求，SS 在处理效果好的情况 下，可达到国家一级 A 排放标准的要求。 曝气生物 滤池对 TN 的去除率一般在 50%左右， 从目前应用 情况来看， 采用曝气生物滤池作为二级处理工艺的
BIOSTYR誖滤池中穿孔管的曝气效率一般在 30%以 水渠设置高度可调的堰板以调节作用水头， 保证配
上，而且改为穿孔管曝气后，曝气系统可与反冲洗气 水均匀。
洗系统合并，采用气动调节蝶阀进行气量调节，简化 了滤池结构。
综合以上分析， 考虑到曝气生物滤池的节能降 耗及运行维护方便， 应进一步考察并逐渐推广穿孔 管曝气。 2.3 滤池间配水系统存在的问题及其改进
穿孔管属于中气泡空气扩散装置，易加工、孔口 不易变形、孔口阻力小，但因氧利用率（约 4%~6%） 和 动 力 效 率 〔约 1 kg/（kW·h）〕低 ，近 年 来 在 活 性 污 泥系统中的应用减少。与活性污泥系统不同，曝气生 物滤池中的滤料层能切割曝气产生的气泡， 增强了 气液传质，并延长了气泡在滤料层中的驻留时间，很 大程度上能弥补穿孔管曝气效率低的缺点。 刘晓旭 等 〔3〕测 定 发 现 ，在 投 加 盾 式 填 料 、 立 体 块 式 悬 浮 填 料、弹性立体填料和内置悬浮球形填料的生物接触 氧化器中，KLa(20 ℃)的值比不投加填料的空白试验 分别增加了 22%、90%、122%和 73%。 王西峰〔4〕在生 物接触氧化池中投加一种瓶状填料， 使其同时具 有生物膜载体和斜管沉淀的作用。 加入瓶状填料 使 反 应 器 内 的 氧 转 移 系 数 从 0.168 min -1 增 加 到 0.224 min-1，增加了 33%。
经调查研究发现， 国内沉没滤料曝气生物滤池 出 水 溶 解 氧 一 般 都 在 5 mg/L 以 上 ， 甚 至 可 达 8、9 mg/L，可 见 滤 料 切 割 对 曝 气 效 果 的 积 极 作 用 。 但 如 此 高的出水溶解氧，不仅是能量的浪费，而且影响系统 的脱氮效果。 国内某污水处理厂采用“前置 DN+C/ N”的处 理 工 艺 ，C/N 池 出 水 溶 解 氧＞5 mg/L，硝 化 液 回流至 DN 池， 造成 DN 池一半的滤料处于好氧状
（1）曝 气 生 物 滤 池 预 处 理 方 式 宜 采 用 混 凝 沉 淀 ， 也可采用水解沉淀的形式。采用水解沉淀时，应严格 控制进水水量并加强对排泥、浮渣的运行管理。
多格滤池间能否均匀配水是滤池并联运行时的 重要问题。国内曝气生物滤池多采用水力配水，通过 配水渠向各滤池泄流配水，可节省阀门投资、简化运 行管理。然而调研发现，部分曝气生物滤池的配水渠 未设置调节堰板， 致使滤池运行中存在着水量不均 的问题。
3 结论及建议
对国内曝气生物滤池的运行情况进行了调研， 并分析了其中几个主要问题，结论及建议如下：
Teng Shaoxiang，Han Wenwen，Liu Rupeng，Wang Quanyong （Shandong Branch of China Urban Construction Design & Research Institute, Jinan 250101，China）
Abstract： The application of biological aerated filter used for treating urban sewage has been investigated. The treating effect of biological aerated filter on different pollutants is analyzed. The problems of pre-treatment system， aeration system，and water distribution system are analyzed，and corrective measures are brought forward. Key words： biological aerated filter；pre-treatment；oxygen utilization；water distribution uniformity
11
专论与综述
工业水处理 2012-11，32（11）
态。 在进水 TN 含量高的情况下，需投加耗氧剂才能 起的水面线上升大于沿程水头损失引起的水面线下
保证出水 TN 达标，增加了处理成本。