曝气生物滤池 BAF..

概述
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BAF的基本特点：
BAF工艺的最大特点是集有机物的生物氧化和悬 浮固体的截留于一体，不仅可以有效地去除BOD5和 SS，还可以实现有效的脱氮除磷功能，对有害物质 （AOX）也有良好的去除效果。节省了后续二沉池， 在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。 此外，还具有有机物容积负荷高、水力负荷大、 水力停留时间短、出水水质高及所需基建投资少、能 耗及运行成本低的优点。
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BAF的工艺流程：
在滤池中装填有一定量的滤料，滤料表面生长着 高活性的生物膜，运行时，滤池内部曝气。 污水流经时，利用高比表面积滤料带来的高活性 生物膜的氧化降解能力，对污水进行快速净化，此为 氧化降解过程； 同时，流水经过，滤料成压实状态，截留污水中 悬浮物，确保脱落的老化生物膜不随水流漂出，此为 过滤阻截过程； 运行一段时间后，水头损失会增大，需对滤池进 行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为 反冲洗过程。
BAF工艺的构造—反冲洗布水
反冲洗布水系统：
反冲洗系统必须： ①有足够的水头； ②在BAF的整个过水断面上分布均匀。
BAF工艺的构造—布水系统
除采用上述的滤板、滤头配水方式外，也有小型的曝 气生物滤池采用穿孔管配水(管式大阻力配水方式)的形式。 曝气生物滤池一般采用管式大阻力配水方式，其形式 如下图所示。
BAF工艺的构造—滤料
在选择滤料时应掌握以下原则：
①形状规则，以球形为佳。 ②机械强度高。 ③具有良好的生物化学稳定性。 ④比重适中。 比重过大，会造成在反冲洗时滤料悬浮困难并使 反冲洗时能耗增加；比重过小，又容易引起跑料。 ⑤滤料表面必须粗糙。 表面粗糙度大，初期挂膜快，反冲洗时又可以减少生 物膜的脱落程度。 ⑥多孔性。滤料良好的孔隙率能为菌胶团提供最佳的生 长条件。
以上两种BAF均可以升流式或降流式运行
3、DN-BAF运行方式
曝气管道设置在滤层内部（滤层曝气式）。 曝气管道将整个滤床分割成好氧和缺氧两个区域， 通过将部分出水回流至滤池底部，使BAF以An/O 工艺方式运行。 在好氧区充分实现有机物的氧化降解和氨氮的 硝化，在缺氧区通过出水回流及进水中输入的有 机底物实现反硝化，从而实现脱氮功能。
目前，普遍使用的滤料粒径为2.0~8.0mm。 当处理废水的SS较高时，粒径不宜小于2.0~4.0mm。
BAF工艺的构造
3．布水系统
曝气生物滤池的布水系统包括进水布水和反冲 洗布水两个方面。
进水布水包括：配水室和配水滤头 配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污 水混合均匀，通过配水滤头均匀的进入滤料层；除 了作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期反冲 洗时的布水用。 对于下向流滤池，布水系统的主要作用是用作 滤池的反冲洗布水和收集净化水。
穿孔布水支管 支管流速1.5～2.5m/s
进水
布水干管 干管流速1.0～1.5m/s
图2-8 管式大阻力配水系统
BAF工艺的构造 4．布气系统
包括： 正常运行时供氧所需的曝气系统 进行气—水联合反冲洗时的供气系统 BAF属于附着生长型的好氧生物处理工艺，因此保持 足够的DO是保证其生物膜高活性以及处理功能有效发挥 的前提。
BAF工艺的构造—布气系统
曝气生物滤池一般采用鼓风曝气形式，布气装 置主要有大、中孔口穿孔管和滤头（如单孔膜专用 曝气器）两种。
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BAF工艺的构造—布气系统
曝气生物滤池一般采用鼓风曝气形式，布气装置的选 择需要考虑对氧的利用率以及对滤料层足够的冲刷作用， 主要有大、中孔口穿孔管和滤头（如单孔膜专用曝气器） 两种。
降流式采用大比重颗粒滤料 Biocarbon采用石英砂滤料
升流式采用轻质滤料 Biofor 采用比重＞水的陶粒滤料 Biostyr采用比重＜水的聚苯乙烯球形颗粒滤料
BAF工艺的构造—滤料
滤料的粒径和级配与对BAF的运行有重大影响：
从表3-4可以看出，较小粒径的滤料，出水水质较好。 但表3-5反映出滤料粒径小，其纳污能力也小，所以容易发生堵塞，运行周期短，需要 的反冲洗水量较大。且滤料粒径越小，水头损失也越大，故不适合高水力负荷的情况。
1、C-BAF运行方式
曝气管道设置在滤池的底部及以下（包括设 置在承托层或与反冲洗空气管道联合设置在底部 集、配水空间，即承托层曝气式和承托层下曝气 式），通过曝气作用使整个滤池处于好氧状态， 不设置出水回流系统，设计有机负荷较高，操作 运行简单。
2、N-BAF运行方式
N-BAF与C-BAF的运行方式基本一致，不同 点在于其设计有机负荷较低或所需运行停留时间 （HRT）较长，以满足硝化菌的生长繁殖条件。
BAF工艺的构造
5. 反冲洗系统 ——气—水联合反冲洗
目的：去除滤池运行过程中截留的各种杂质及老化脱落的 生物膜。 程序：先降低滤池内的水位并单独气洗，而后采用气—水 联合反冲洗，最后再单独水洗。一般由微机自动控制。频 率通常为1次/d。 反冲洗系统应有相应的流量计量装置，以保证准确掌握好 冲洗强度，以使滤层有轻微膨胀为原则。既要促使老化生 物膜和被截留的SS与填料分离，又要避免导致滤料的流失 和对滤料过分冲刷，使其表面生长的生物膜脱落而影响处 理效果。
工程中一般选用鹅卵石作为承托层。承托层的装填 必须要有一定的级配，一般从上到下粒径逐渐增大，层高 为0.4～0.6m。
BAF工艺的构造
2． 滤料层
滤料是BAF工艺的关键和核心组成部分。 BAF以采用单一均质滤料为特征。 目前常用的滤料主要有石英砂、轻质陶粒及塑料颗粒 （合成纤维、聚苯乙烯小球）等。
因为在BAF运行过程中，滤料表面附着生长的生物膜 具有一定的厚度，因而存在着从膜表面至内部的DO浓度 梯度，自然形成了由表面至内部的好氧、缺氧和厌氧区， 废水中的污染物通过生物膜的吸附、吸收向其内部传递， 依次经历相应的有机物氧化降解、氨氮的好氧硝化和硝态 氮的缺氧反硝化过程，实现了对有机物和氮的转化和去除。
BAF工艺的运行方式
根据处理功能分： ①以有机物去除为目标的运行方式（C-BAF） ②以硝化为目标的运行方式（N-BAF） ③以脱氮为目标的运行方式（DN-BAF） ④以脱氮除磷为目标的运行方式（NP-BAF）
实现不同功能运行方式的主要区别在于曝气管道在 滤层中布置位置、过滤出水回流的设置以及工艺设计负荷 的不同。
图11—40/43其中穿孔管布气造价较低，并具有良好的冲 刷作用，可延缓阻塞，但对氧的利用率较低。
BAF工艺的构造—布气系统
布气管道的设置通常有三种方式：
①滤层曝气式：将曝气管设置在滤料下层。 ②承托层曝气式：将曝气管设置在承托层内。 ③承托层下曝气式：将曝气管设在滤池底部集水空间， 与反冲洗空气管道合二为一。
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BAF的应用范围：
BAF不仅可用于污水处理厂的深度处理，而且已 较广泛地应用于城市污水、生活杂排水以及各类工业 废水的处理。 随着研究的深入，曝气生物滤池已从最初以有机 物去除为主要目标、功能单一的Biocarbon BAF工艺 型式逐渐发展为具有去除SS、COD、BOD5、硝化、 脱氮除磷等多重功效的新型BAF工艺型式。
4、NP-BAF运行方式
NP-BAF与DN-BAF的运行方式基本一致，不 同点在于其所使用的滤料应对磷具有良好的吸附 能力，同时一般需要与其前处理工艺相结合，在 前面增设必要的物化强化处理措施。 以上两种BAF只适用于升流式
无论BAF以上述何种方式运行，实际上都具有比传统 活性污泥法或生物接触氧化法更高的脱氮功能。
曝气生物滤池
BAF工艺
——环境工程：袁艳
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一、概述
曝气生物滤池(biological aerated filter)简称 BAF，是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池 的基础上发展而来的，被称为第三代生物膜法工艺。 该工艺是综合了传统生物膜法工艺和快滤池工艺的 运行特征，为适应不断提高的排放标准以及废水的 资源化回用率而研究和开发出来的。
三、BAF工艺的运行方式
根据水流流向的不同，BAF工艺有两种运行方式： ①升流式（UBAF） ②降流式（DBAF）
聚苯乙烯小球 轻质陶粒滤料
石英砂
BAF工艺的运行方式
目前多采用升流式
①在升流式BAF中，曝气和水流方向相同，持续的曝气所产生的紊 动均化作用有利于布水的均匀性。
②升流式工艺在水流和气流的同向上升过程的冲刷作用下以及经过 反冲洗后滤料自然形成的滤料粒径分布，可以把废水中的SS带至 滤池中部，使滤料纳污能力增强，延长滤池的工作时间。
二、BAF工艺的构造
BAF可分为升流式和降流式，除了污水在滤 池中的流向不同外，其池型结构基本相同。
BAF工艺的构造
从图中可看出，曝气生物滤池的结构形式主要由承托层、滤料层、 布水系统、布气系统和反冲洗系统（包括反冲洗空气和反冲洗水） 五个部分构成。
BAF工艺的构造
1．承托层
承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料的流失和滤 头的堵塞。要求其具有良好的布水均匀性和一定的承载强 度及化学稳定性。
BAF工艺的构造—滤料
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滤料种类 陶粒
石英砂 炉渣 焦炭 沸石
几种滤料的物理性质比较 比表面积/(m2/g) 总孔体积(cm3/g) 3.99~4.11
0.76 0.91 1.27 0.46
0.103
0.0165 0.0488 0.063 0.0269
BAF工艺的构造—滤料
所选滤料与BAF运行方式密切相关：
③升流式更易于通过曝气管道设置位置的变化实现更强的处理功能。 ④曝气生物滤池本质上看采用的是类似于活性污泥法中的渐减曝气 法，其工艺的实质是根据底物降解规律合理分配水中供氧量。而曝 气生物滤池又属于推流式反应器，底物浓度沿滤层递减。所以， DO和底物协调合理的分配方式使得升流式的净化效果优于降流式。