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曝氣生物濾池工藝原理曝氣生物濾池(baf，biological aerated filter)也叫淹沒式曝氣生物濾池。國外從20世紀(jì)初開始進(jìn)行研究，于80年代末基本成型，后不斷改進(jìn)，并已開發(fā)出多種形式。在開發(fā)過程中，充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物，定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。
曝氣生物濾池工藝是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，其基本原理是：在濾池中裝填一定量粒徑較小的顆粒狀濾料，濾料表面附著生長生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時(shí)，污染物、溶解氧及其它物質(zhì)首先經(jīng)過液相擴(kuò)散到生物膜表面及內(nèi)部，利用濾料上高濃度生物膜的強(qiáng)氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，因污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會(huì)隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時(shí)間后，因水頭損失的增加，需對濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖洗過程。
曝氣生物濾池工藝作為一種新型生物處理技術(shù)，從誕生至今經(jīng)歷了一段快速發(fā)展的過程，初僅用于污水的三級處理，后發(fā)展成直接用于二級處理，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到水體富營養(yǎng)化控制，中水回用和微污染水、高濃度廢水、城市生活污水處理等各個(gè)領(lǐng)域，其大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體功能于一身，節(jié)省了后續(xù)二沉池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。
曝氣生物濾池工藝（biological aerated filter，簡稱baf），是一種采用顆粒濾料固定生物膜的好氧或缺氧生物反應(yīng)器，該工藝集生物接觸氧化與懸浮物濾床截留功能于一體，可有效去除水中的ss，cod，bod，nh3-n，tn，tp，aox（有害物質(zhì))及濁度、色度等，適用于市政污水、工業(yè)污水、再生回用水深度處理及給水污染水源的預(yù)處理等。由于baf具有其他工藝*的諸多特點(diǎn)，近年來已在國內(nèi)外取得廣泛應(yīng)用。
工藝特點(diǎn)
baf屬第三代生物膜反應(yīng)器，不僅具有生物膜工藝技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)也起著有效的空間過濾作用，通過使用特殊的濾料和正確的配氣設(shè)計(jì)，baf具有以下工藝特點(diǎn)：
采用氣水平行上向流，使得氣水進(jìn)行*均分，防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)和氣堵現(xiàn)象，氧的利用率高，能耗低。
與下向流過濾相反，上向流過濾維持在整個(gè)濾池高度上提供正壓條件，可以更好的避免形成溝流或短流，從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阱。
上向流形成了對工藝有好處的半柱推條件，即使采用高過濾速度和負(fù)荷，仍能保證baf工藝的持久穩(wěn)定性和有效性。
采用氣水平行上向流，使空間過濾能被更好的運(yùn)用，空氣能將固態(tài)物質(zhì)帶人濾床深處，在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì)，從而延長了反沖洗周期，減少清洗時(shí)間和清洗時(shí)用的氣水量。
濾料層對氣泡的切割作用使氣泡在濾池中的停留時(shí)間延長，提高了氧的利用率。由于濾池*的截污能力，使得baf后面不需要再設(shè)二次沉淀池。
整套系統(tǒng)采用plc控制，自動(dòng)化程度高。
加強(qiáng)處理效果的一級處理工藝
對于處理出水終進(jìn)入二級處理城市污水處理廠的綜合醫(yī)院，應(yīng)加強(qiáng)其處理效果，提高細(xì)菌的去除率，減少消毒劑用量。
工藝流程：對于綜合醫(yī)院(不帶傳染病房)污水處理可采用“預(yù)處理→一級強(qiáng)化處理→消毒”的工藝。
通過混凝沉淀(過濾)去除攜帶病毒、病菌的顆粒物，提高消毒效果并降低消毒劑的用量。醫(yī)院污水經(jīng)化糞池進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前部設(shè)置自動(dòng)格柵，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升水泵。污水經(jīng)提升后進(jìn)入混凝沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，沉淀池出水進(jìn)入接觸池進(jìn)行消毒，接觸池出水達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、接觸池的污泥及柵渣等污水處理站內(nèi)產(chǎn)生的垃圾集中消毒外運(yùn)。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
工藝特點(diǎn)：加強(qiáng)處理效果的一級強(qiáng)化處理可提高處理效果，可將攜帶病毒、病菌的顆粒物去除，提高后續(xù)深化消毒的效果并降低消毒劑的用量。其中對現(xiàn)有一級處理工藝進(jìn)行改造可充分利用現(xiàn)有設(shè)施，減少投資費(fèi)用。
適用范圍：加強(qiáng)處理效果的一級強(qiáng)化處理適用于處理出水終進(jìn)入二級處理城市污水處理廠的綜合醫(yī)院。
深床濾池
（1）功能：
深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元。是sts公司*的脫氮及過濾并舉的*處理工藝。1969年世界上個(gè)反硝化濾池即誕生在sts/tetra公司。30多年來sts/tetra的反硝化濾池在*有上百個(gè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行著。本單元采用4個(gè)denite filter反硝化濾池，池長14.63米，寬2.9米，介質(zhì)填料層深1.8米。生物掛膜介質(zhì)采用有效粒徑2.2毫米的均質(zhì)石英砂，質(zhì)地堅(jiān)硬，球形度達(dá)到0.8，均勻系數(shù)小于1.35，硬度達(dá)到莫氏硬度7。石英砂介質(zhì)層1.8米深，石英砂的撐托層為0.45米3－40毫米粒徑的天然卵石，反硝化濾池需定期進(jìn)行反沖洗，濾池底部采用sts氣水分布塊（“t”block），強(qiáng)度達(dá)5000psi，反沖洗主、支管均采用304不銹鋼。反沖洗的模式為氣水混合反沖洗。
經(jīng)sdf及saf兩個(gè)單元處理過的水經(jīng)重力流入濾池，在本工程中濾池亦具有脫氮功能，因而可為脫氮掃尾把關(guān)之用。
在反硝化過程中，由于硝酸氮不斷被還原為氮?dú)?，深床濾池中會(huì)集聚大量的氮?dú)鈿怏w，這些氣體會(huì)使污水繞竄介質(zhì)之間，這樣增強(qiáng)了微生物與水流的接觸，同時(shí)也提高了過濾效率。但是當(dāng)池體內(nèi)積聚過多的氮?dú)鈿馀輹r(shí)，則會(huì)造成水頭損失，這時(shí)就必須采用sts的speed bump技術(shù)驅(qū)散氮?dú)?，恢?fù)水頭，每次持續(xù)1-2分鐘，每天進(jìn)行4-5次。
水解池：
（1）功能：
提高污水可生物降解性。它是集生物降解物理沉降和吸附為一體，污水中的顆粒和膠體污染物得到截流和吸附，并在產(chǎn)酸細(xì)菌等微生物作用下得到分化和降解。
（2）設(shè)計(jì)參數(shù)：
平均水力停留時(shí)間：4.7h.
（3）運(yùn)行：
連續(xù)運(yùn)行。
（4）主要工程內(nèi)容：
水解池共兩座，每座：有效容積3888m3，每座池寬12m，長36m，有效水深4.5m。內(nèi)設(shè)直徑1000mm布水器共36套，每套含布水頭24個(gè)。
折點(diǎn)氯化法
折點(diǎn)氯化法是污水處理工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將通入氨氮廢水中達(dá)到某一臨界點(diǎn)，使氨氮氧化為氮?dú)獾幕瘜W(xué)過程。
折點(diǎn)氯化法的優(yōu)點(diǎn)為：處理效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達(dá)100%；該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機(jī)物含量越少時(shí)氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應(yīng)迅速*；能對水體起到殺菌消毒的作用。
但是折點(diǎn)氯化法僅適用于低濃度廢水的處理，因此多用于氨氮廢水的深度處理。該方法的缺點(diǎn)是：消耗量大，費(fèi)用較高，且對的貯存和使用的安全要求較高，反應(yīng)副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)對環(huán)境造成二次污染。
好氧生物反應(yīng)池（saf）
（1）功能：
saf好氧生物反應(yīng)池為升流式固定生物膜好氧生物反應(yīng)器。原水經(jīng)sdf處理后通過重力進(jìn)入saf進(jìn)水分布箱通過進(jìn)水管進(jìn)入saf池底。本單元采用5個(gè)saf好氧生物反應(yīng)池，采用長方型池型，池長30. 48米，寬3.56米，介質(zhì)填料層深6.10米。生物掛膜介質(zhì)采用25-40毫米球型度好、質(zhì)地堅(jiān)硬、酸溶度低的天然鵝卵石。由鼓風(fēng)機(jī)為微生物供氧。池底采用sts的無咀曝氣系統(tǒng)——“t”型氣水分布器，進(jìn)水和空氣經(jīng)“t”型磚充分混合后進(jìn)入池體。曝氣的主、支氣管均采用304不銹鋼。曝氣孔面積是有咀曝氣孔面積的4倍，曝氣均勻，氣泡經(jīng)介質(zhì)的反復(fù)切割，溶氧轉(zhuǎn)換利用率較高。填料比表面積大，生物量大，密度高。saf床體較深，微生物生存環(huán)境分布穩(wěn)定。填料介質(zhì)無損耗，床體堵塞，無需維護(hù)。進(jìn)水中的ss及脫落的生物固體物在空氣的擾動(dòng)下隨著水的升力排出池外。saf好氧生物反應(yīng)池不需反沖洗，只需要定期排泥即可，排出進(jìn)水管道中的大顆粒沉淀物及滯留在氣水分布器內(nèi)及床體里的各種雜質(zhì)。
膜技術(shù)
1、反滲透技術(shù)
反滲透技術(shù)是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于半透膜對溶質(zhì)的選擇截留作用，將溶質(zhì)與溶劑分離的技術(shù)，具有能耗低、無污染、工藝*、操作維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。利用反滲透技術(shù)處理氨氮廢水的過程中，設(shè)備給予足夠的壓力，水通過選擇性膜析出，可用作工業(yè)純水，而膜另一側(cè)氨氮溶液的濃度則相應(yīng)增高，成為可被再次處理和利用的濃縮液。
2、電滲析法
電滲析是在外加直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，使離子從電解質(zhì)溶液中分離出來的過程。電滲析法可地分離廢水中的氨氮，并且該方法前期投入小，能量和藥劑消耗低，操作簡單，水的利用率高，無二次污染副產(chǎn)物。
曝氣生物濾池（biological aerated filter）簡稱baf，是80年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝。該工藝具有去除ss、cod、bod、硝化、脫氮、除磷、去除aox（有害物質(zhì)）的作用，其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。
一、基本原理
baf生物曝氣濾池，主要由顆粒生物填料床、曝氣系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)三部分組成。
顆粒狀生物濾料（陶粒），表面粗糙，比表面積大，并滲入活性酶在濾料上附著生長高濃度的專性微生物膜，這些專性微生物以污水中的有機(jī)物作為氮源、碳源及能量來源而生長繁殖，通過其新陳代謝降解水中的污染物。
污水自上而下進(jìn)入生物曝氣濾池，空氣從填料床下端進(jìn)入，在濾料空隙間曲折上升，與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下發(fā)生氣、液、固三相反應(yīng)。由于生物膜附著在濾料上，不受泥齡限制，因而種類豐富，對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、攔截在濾料表面，作為降解菌的營養(yǎng)基質(zhì)，加速降解菌形成生物膜，生物膜又進(jìn)一步“俘獲”基質(zhì)，將其同化、代謝、降解。在碳氧化／硝化合并處理時(shí)，靠近濾池進(jìn)水口的濾層段內(nèi)有機(jī)污染濃度高，異養(yǎng)菌群占優(yōu)勢，大部分bod5在此得以降解，濃度逐漸降低。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼起過濾的作用。隨著處理過程的進(jìn)行，存濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥。這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機(jī)物的同時(shí)，還起到了很好的吸附過濾作用，從而能使有機(jī)物及懸浮物均能得到比較*的清除。
二級處理工藝
工藝流程說明：二級處理工藝流程為“調(diào)節(jié)池→生物氧化→接觸消毒”。
醫(yī)院污水通過化糞池進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前部設(shè)置自動(dòng)格柵。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升水泵，污
水經(jīng)提升后進(jìn)入好氧池進(jìn)行生物處理，好氧池出水進(jìn)入接觸池消毒，出水達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池、生化處理池、接觸池的污泥及柵渣等污水處理站內(nèi)產(chǎn)生的垃圾集中消毒外運(yùn)焚燒。消毒可采用巴氏蒸汽消毒或投加石灰等方式。
傳染病醫(yī)院的污水和糞便宜分別收集，生活污水直接進(jìn)入預(yù)消毒池進(jìn)行消毒處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，病人的糞便應(yīng)先獨(dú)立消毒后，通過下水道進(jìn)入化糞池或單獨(dú)處理。各構(gòu)筑物須在密閉的環(huán)境中運(yùn)行，通過統(tǒng)一的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行換氣，廢氣通過消毒后排放，消毒可采用紫外線消毒系統(tǒng)。
工藝特點(diǎn)：好氧生化處理單元去除codcr、bod5等有機(jī)污染物，好氧生化處理可選擇接觸氧化、活性污泥和好氧處理工藝。采用具有過濾功能的好氧處理工藝，可以降低懸浮物濃度，有利于后續(xù)消毒。
適用范圍：適用于傳染病醫(yī)院(包括帶傳染病房的綜合醫(yī)院)和排入自然水體的綜合醫(yī)院污水處理。
1、污泥膨脹問題
當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，n、p含量不平衡，ph值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，svi值很高，形成污泥膨脹。
針對污泥膨脹的起因，可采取不同對策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低mlss（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負(fù)荷過高，可提高mlss，以調(diào)整負(fù)荷，必要時(shí)可停止進(jìn)水，悶曝一段時(shí)間；可通過投加氮肥、磷肥，調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)平衡（bod5：n：p=100：5：1）；ph值過低，可投加石灰調(diào)節(jié)；漂和（按干污泥的0.3%-0.6%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結(jié)合水性污泥膨脹。