焦作市曝气生物滤池碳钢材质

曝气生物滤池工艺解析

    曝气生物滤池是由滴滤池发展而来，属于生物膜法范畴，初用作三级处理，后发展成直接用于二级处理，自90年代初在欧洲建成*座采用该工艺的城市污水处理后，该工艺已在欧美和日本等发达广为流行，目前上已3500多座大大小小的污水处理了这种技术。该工艺综合了过滤、吸附和生物代谢等净化，使其具、、处理、、流程、操作管理方便并可省去二沉池等优点。

    曝气生物滤池（ Biological Aerated Filter, 简称BAF）技术是在充分吸取外曝气生物滤池(BAF)优点的基础上而发展起来的，它的大特点是一种的球形陶粒填料，在其表及开口内腔空间生长微生物膜，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜吸收污水中的机物作为其自身新陈代谢的营养物质，并在滤料层下部曝气供氧的条件下，气、水同为上向流态，使废水中的机物得到氧降解，并进行硝化脱氮。它定期利用处理后的对滤池进行反冲洗，排除滤料表增殖的老化微生物膜，以微生物膜的活性。

    曝气生物滤池处理污水的原理是反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解，滤料及微生物膜的吸附阻留和沿着水流方向形成的食物链分级捕食以及微生物膜内部微环境的反硝化。

    根据曝气生物滤池中的水流流向，其可分为上向流和下向流曝气生物滤池，由于上向流曝气生物滤池接近于理想滤池，所以在实际工程中较多。

    曝气生物滤池反应器为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕为一个的周期。具体过程如下：

    经预处理的污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设供氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的可直接排出系统。

    随着过滤的进行，由于滤料表新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到限水头损失或导致SS发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的微生物膜及SS，恢复其处理能力。

    曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲，反冲洗水为经处理后的达标水，反冲洗空气来自于滤板下部的反冲洗气管。反冲洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，后进行水漂洗。反冲洗时滤料层轻微膨胀，在气水对滤料的流体冲刷和滤料间相互摩擦下，老化的生物膜与被截留的SS与滤料分离，冲洗下来的生物膜及SS随反冲洗排水排出滤池，反冲洗排水回流至预处理系统。

    曝气生物滤池作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具以下特点：

    1具较的生物浓度和较的机负荷

    曝气生物滤池采用的为粗糙多孔的球状滤料，为微生物了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/l），浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大，进而减少了池容积和占地积，使基建大大降。

    2工艺、

    由于滤料的机械截留以及滤料表的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附，使得的SS很，一般不超过10mg/l，因此可省去二沉池，进而降基建。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以效，表现为生物膜较薄，活性较。时即使生物处理发生故障，在短期内其物理机理仍可的。BAF的处理不但可以满足排放，同时可用于回用。

    3抗冲击负荷能力强

    由于整个滤池中分布着较浓度的微生物，其对机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时污泥膨胀问题。

    4氧的传输

    曝气生物滤池中氧的利用率可达20%～30%，曝气量明显于一般生物处理。其主要原因是：①因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触积，提了氧的利用率；②气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样利于氧的传质；③ 理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。

    5易挂膜、启动快

    BAF调试时间短，一般只需7～12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表，微生物不易流失，使其运行管理。BAF在短时间内不的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

    6菌群结构

    传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在BAF中从上到下形成了不同的菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。

    7自动化程

     由于相关工业技术的发展，一些*的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

    曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优点化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

    8脱氮

    通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成氧、兼氧的生物环境，不仅能一般机物和悬浮固体，而且具较脱氮功能。

    为了实现硝化、反硝化，必须在各段滤池中连续测定溶解氧数值，并加以控制调节。在C/N池和N池中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，使溶解氧达到较水平（约2～3mgO2/l），而在DN池中使溶解氧达到较水平（约0.2～0.5mgO2/l）。根据本工程的的进水和排水水质要求，只要求进行氨氮的硝化，不需进行反硝化脱氮，所以只需建设C/N池和N池。

    9构筑物，利于今后的扩建

    曝气生物滤池单元为结构，可较满足城市污水处理分期建设的要求。

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 工艺

    （1）格栅井

    格栅井内采用 1台机械细格栅，宽 600mm，间隙 5mm。主要用于拦截污水中较大的固体漂浮物和悬浮物，以防止其在调节池中积聚沉淀和堵塞水泵及管道，后续处理工艺正常运行。栅渣每天人工清理外运。

1.  调节池

    由于中小城镇来自各时段的污水水量不均匀且波动性较大，故设一调节池来缓冲水量，均匀水质，以避免冲击负荷对生化处理的影响。调节池采用地下式，设计停留时间为 6h，效容积为 1250m3，工艺尺寸为：21 m×12 m×5.5m（超 0.5m）。池内设潜水防堵污水泵 3台（2用1备），Q=110m3/h，H=13m，将调节池内污水提升至水解酸化池；同时设置 GQT040×480（功率 4.0kw）速推流器一台，起搅拌混合，防止污水中悬浮物沉积在池底。

1. 水解酸化池

    水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴。水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的机物质在大量水解—产酸菌下，将不溶性机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，污泥液态化，重新回到污水处理系统中被氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的。由于水解酸化的污泥龄较长（一般 15～20 天），所以在本设计中，采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的外，还具部分生化处理和污泥减容稳定的功能。水解酸化池设计停留时间为 3.6h，效容积为 750m3，共分 2格，每格工艺尺寸为：13 m×5.5 m×5.6m（超 0.35m）。中间管廊工艺尺寸为：13 m×2.0 m×5.6m。水解酸化池泥层 2.5m。排泥位置主要位于泥层上部，池底设排砂设施，泥龄一般 18 天左右，设计污泥混合区浓度 20g/L，泥区总体积约为 320m3，每天产干泥量约 0.25 吨。

1.  DC 曝气生物滤池        

    *段 DC 曝气生物滤池以污水中碳化机物为主，在该段滤池中，生长异养菌，沿滤池度方向从底部进水端到端机物浓度梯度处于递减，其降解速率也呈递减趋势。在端由于机物浓度较，异养微生物处于对数增殖期，微生物浓度很，

    BOD 负荷率也较，机物降解速率很快，而此时自养菌处于抑制状态；随着降解的进行，在滤池中机物浓度沿水流自下向上不断降，异养微生物处于减速增殖期，微生物膜增长缓慢，而自养微生物处于增殖工程，DC 曝气生物滤池终中的机物已处于较水平。

    本设计采用的 UBAF 滤池大特点是气、水为同向上向流态，一种的类球形轻质陶粒填料，在其表及内腔空间生长微生物膜，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜在滤料层下部曝气供氧的条件下，使废水中的机物得到氧降解，并将污水中的部分氨氮进行硝化。它定期利用处理后的对滤池进行反冲洗，排除滤料表增殖的老化微生物膜，以微生物的活性。         DC 曝气生物滤池效容积为 252m3，共分 2格，每格工艺尺寸为：4.7m×4.7m×6.2m（超 0.5m）。填料为轻质球陶粒，滤料总体积为 132m3(粒径φ3～6mm) 。滤料厚 3.0m，填料层停留时间 19min，容积负荷 3.0kgBOD5/m3滤料·d，空塔滤速 v=4.7m/h。。单格供氧量31kgO2/h，气水比 3.3：1。反冲洗形式为气洗、气水联合、水漂洗，反冲洗周期取 24h，设计反冲洗水速 15m/h，反冲洗气速 50m/h。

    滤池配水共通过约 48 块滤池滤板(980×980×100mm)和1591 个滤池长柄滤头(滤头契缝隙 2.5mm，滤头长度 390mm)。采用 2套栅稳流器、单堰。反冲洗方式排泥。采用穿孔管曝气。

1.  N曝气生物滤池

    二段 N曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化，在该段滤池中，由于机物浓度较，异养微生物较少，菌种为自养硝化菌，可将污水中的氨氮氧化成硝酸氮或亚硝酸氮。

    N 曝气生物滤池效容积为 295m3，共分 2格，每格工艺尺寸为：5.0m×5.0m×6.2m（超 0.3m）。滤料总体积为 174m3(粒径φ3～6mm) 。滤料厚 3.4m，填料层停留时间 25min，容积负荷 0.45kgNH3-N/m3滤料·d，空塔滤速 v=4.17m/h。。单格供氧量 21kgO2/h，气水比2.2：1。反冲洗形式为气洗、气水联合、水漂洗，反冲洗周期取 36～48h。

    滤池配水共通过约 52 块滤池滤板和 1820 个滤池长柄滤头。采用 2套栅稳流器、单堰。反冲洗方式排泥，穿孔管曝气。

    （6）DN 生物滤池       

     三段 DN 生物滤池主要用来进行反硝化反应，以满足对 TN 的要求。同时可根据当排放要求 TP≤0.5mg/l 时，在该级滤池的进水口投加铁盐进行化学除磷。采用后置反硝化滤池需外加碳源，如甲醇等。

    DN 生物滤池效容积为 102m3，设计 1座，工艺尺寸为：4.6m×4.6m×5.1m（超0.3m）。滤料总体积为 53m3(粒径φ3～6mm) 。滤料厚 2.5m，填料层停留时间 8min，容积负荷2.0kgNO3--N/m3滤料·d，空塔滤速 v=9.8m/h。反冲洗形式为气洗、气水联合、水漂洗，反冲洗周期取 36～48h。 

     滤池配水共通过约 22 块滤池滤板和 763 个滤池长柄滤头。采用 1套栅稳流器、单堰。反冲洗方式排泥。

    （7）清水池

    滤池反冲洗的水，作为反冲洗泵的吸水池。1座，半地上式，工艺尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超 0.3m）。

    （8）反冲洗缓冲池       

     对滤池反冲洗瞬时大水量进行缓冲调节，保护水解池的正常运行。         1 座，半地上式，工艺尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超 0.3m）。

1.  鼓风机房、反冲洗水泵 

    鼓风机房 1座，长×宽=26m×7m。 DN 曝气生物滤池选用 Q=6m3/min，风压 5.5 米水柱的罗茨风机 3台（2用1 备）；N曝气生物滤池选用 Q=4.0m3/min，风压 5.5 米水柱的罗茨风机 3台（2用1 备）。三段滤池共选用反冲洗鼓风机 3台，Q=20.0m3/min，风压 9.0 米水柱；反冲洗单级双吸离心泵 3台，Q=380m3/h，H=9.0m。

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