曝气生物滤池的设计(课堂PPT)

该技术不仅可用于污水处理厂的三级精处理和水体 富营养化处理，而且广泛地适用于城市污水、小区生活 污水、以及各类的工业废水处理。随着研究的深入，曝 气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，具 有去除SS、COD、BOD5、硝化、脱氮除磷的作用。
其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节 省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理 工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、 水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗 及运行成本低，同时该工艺出水水质高。
曝气生物滤池内装填有高比表面积的颗粒填料， 以提供微生物膜生长的载体，污水由上向下或者由下 往上流过滤料层，滤料层下部设有鼓风曝气，空气与 污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面 的生物膜发生生化反应得以降解，填料同时起到物理 过滤阻截作用。
自从法国OTV公司在20世纪80年代末期开发出首座 曝气生物滤池(简称BAF)至今的数十年时间里，在科研人 员和工程技术人员的共同努力下，BAF技术取得了长足的 发展，工艺趋于更加成熟，功能更加完善。
2. BAF类型及工艺组合
2.1BAF曝气生物滤池的基本类型
⑴BIOCARBONE工艺
BIOCARBONE结构简图如图所示， 其滤料为密度比水大的球形陶粒，结构 类似于普通快滤池，经预处理的污水从 滤池顶部流入，向下流出滤池，在滤池 中下部进行曝气，气水处于逆流，在反 应器中，有机物被微生物氧化分解， NH3—N被氧化成NO3—N，另外由于 在生物膜内部存在厌氧/兼氧环境，在 硝化的同时能实现部分反硝化。
2.2BAF曝气生物滤池的功能分类
曝气生物滤池根据其在污水处理过程中去除 污染物或营养物质的不同，可分为除碳型（DC曝 气生物滤池）、硝化型（N曝气生物滤池）、硝 化/反硝化型、后反硝化型以及除磷滤池等。
曝气生物滤池功能的调整是通过对曝气管道 位置的设置，即好氧区及厌氧区的分配，来控制 硝化反应和反硝化反应的程度（也可以单独进行 硝化反应或反硝化反应），从而实现其相应的功 能。 此外，亦也经由进水水质调控得以实现的。 （如出水回流、进水投加除磷混凝剂等）
反冲洗采用气水联合反冲洗。反冲洗水为经处理后的达标 水，反冲水从滤池底部进入上部流出，反冲空气来自底部单独 的反冲洗进气管，反冲洗时关闭底部进水和工艺空气，水气交 替单独反冲，最后用水漂洗。滤层有轻微的膨胀，在气水对填 料的流体冲刷和填料间相互摩擦下，老化的生物膜以及被截留 的SS与填料分离，在漂洗阶段被冲出滤池，反冲洗污泥则返回预 处理部分。
如果在BIOSTYR中，只需进行单独硝 化或反硝化，只需将曝气管的位置设置在 滤池底部即可。
BIOSTYR中随着过滤的进行，其水头 损失增长与BIOCARBONE有所不同，其 水头损失增长与运行时间成正相关。当水 头损失达到极限水头损失时，应及时进入 反冲洗以恢复滤池处理能力，BIOSTYR中 没有形成表面堵塞层，使得BIOSTYR工艺 比BIOCARBONE工艺运行时间相对要长。
BIOFOR和BIOSTYR不同的是采用密度大于水的滤料， 自然堆积，其余的结构、运行方式、功能等方面与 BIOSTYR大同小异。
以上为曝气生物滤池主要的三种形式， 在世界范围内都有应用，其中 BIOCARBONE为早期形式，目前大多采 用BIOSTYR和BIOFOR工艺。
我们公司所采用的BAF工艺亦是属于 BIOFOR工艺范畴。
⑵BIOSTYR工艺
BIOSTYR工艺是法国OTV公司对其原有BIOCARBONE 的一个改进，其滤料为相对密度小于1的球形有机颗粒，漂 浮在水中。经预处理的污水与经硝化的滤池出水按一定回 流比混合后进入滤池底部。在滤池中间进行曝气，根据反 硝化程度的不同将滤池分为不同体积的好氧和缺氧部分。
在缺氧区，一方面反硝化菌利用进水中的有机物作为碳 源，将滤池中的NO3—N转化为N2，实现反硝化。另一方 面，填料上的微生物利用进水中的溶解氧和反硝化产生的 氧降解BOD，同时，一部分SS被截留在滤床内，这样便减 轻了好氧段的固体负荷。经过缺氧段处理的污水然后进入 好氧段，在好氧段微生物利用气泡中转移到水中的溶解氧 进一步降解BOD，硝化菌将NH3—N氧化为NO3—N，滤床 继续截留在缺氧段没有去除的SS。流出滤池的水经上部滤头 排出，滤池出水分为：①排出处理系统；②按回流比与原 水混合进行反硝化；③用作反冲洗。
⑴除碳型 （DC曝气生物滤池）
主要用于处理可生化性较好的工业废水以及对 氨氮等营养物质没有特殊要求的生活污水，其主要 去除对象为污(废)水中的碳化有机物和截留污水中的 悬浮物，也即去除BOD、COD、SS。纯以去除污(废) 水中碳化有机物为主的曝气生物滤池称为DC曝气生 物滤池。
其反冲水为贮存在滤池底部的达标排 放水，自上而下进行反冲。其反冲过程基 本类似于BIOCARBONE工艺。
相比而言BIOSTYR工艺有如下优点： ①重力流反冲洗无需反冲泵，节省了动力； ②滤头布置在滤池顶部，预处理水接触不 易堵塞，便于更换；③硝化/反硝化可在 同一池内完成。
Байду номын сангаас
⑶BIOFOR工艺
BIOFOR工艺是由Degremont公司开发的，其底部为气 水混合室，之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。
在无脱氮要求的情况下，滤池底部的水可直接排出系统， 一部分留作反冲洗之用。如果有脱氮要求，出水需进入下一级 后置反硝化柱，同时需外加碳源。一般情况下在单个 BIOCARBONE滤池中不能同时取得理想的硝化/反硝化效果。
随着过滤的进行，滤料表面新产生的生物量越来越多，截 留的SS不断增加，在开始阶段水头损失增加缓慢，当固体物质积 累达到一定程度，在滤层上部形成表面堵塞层，阻止气泡的释 放，从而导致水头损失迅速上升，很快达到极限水头损失，此 时应立即进行反冲洗再生，以去除滤床内过量的生物膜及SS，恢 复处理能力。
－－BAF曝气生物滤池
1. BAF工艺概述 2. BAF类型及工艺组合 3. BAF系统组成（构造剖析） 4. BAF运行管理 5. BAF设计及施工要点、注意事项
1.概 述
曝气生物滤池(biological aerated filter)简称BAF， 是八十年代末九十年代初在普通生物滤池的基础上， 并借鉴给水滤池工艺而开发的污水生物处理新工艺。