1、生物膜处理技术生物膜处理技术-BAF曝气生物滤池10040142* *1 BAF概述2 BAF基本原理3 BAF构造4 BAF工艺特点5 BAF异常现象及控制措施1 BAF工艺发展概述曝气生物滤池（曝气生物滤池（ biological aerated filter）简称）简称 BAF，是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤是在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的思想而产生的一种好氧废水处理工艺，的思想而产生的一种好氧废水处理工艺， 70年代末年代末 80年年代初出现于欧洲，其突出特点是在一级强化处理的基础代初出现于欧洲，其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化与过滤结合
2、在一起，滤池后部不设沉淀池，上将生物氧化与过滤结合在一起，滤池后部不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。由于其良好的性能，应用范围不断扩大，自从由于其良好的性能，应用范围不断扩大，自从法国法国 OTV公司在公司在 20世纪世纪 80年代末期开发出首座曝气年代末期开发出首座曝气生物滤池至今的数十年时间里，在科研人员和工程生物滤池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，技术人员的共同努力下， BAF技术取得了长足的发技术取得了长足的发展，工艺趋于更加成熟，功能更加完善。展，工艺趋于更加成熟，功能更加完善。该技术不仅可用于污水的三级精处理和
3、水体富该技术不仅可用于污水的三级精处理和水体富营养化处理，而且广泛的适用于城市污水、小区生营养化处理，而且广泛的适用于城市污水、小区生活污水、以及各类的工业废水处理活污水、以及各类的工业废水处理 。随着研究的深。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，具有去除合工艺，具有去除 SS、 COD、 BOD5、硝化、脱氮、硝化、脱氮除磷的作用。除磷的作用。生物膜的构造（剖面图）上流式上流式 BAF运行运行3 BAF构造构造根据污水在滤池运行中过滤方向的不同，曝气生物滤池可分为上向流和下向流滤池，除污水在滤池中的流向不同外，上向流和下
4、向流滤池的池型结构基本相同。早期曝气生物滤池的应用形式大多都是下向流态，但随着上向流态曝气生物滤池比下向流滤池的众多优点被人们所认同，所以近年来国内外实际工程中绝大多数采用上向流曝气生物滤池结构。以下以上向流曝气生物滤池（ UBAF）为例对其结构加以说明。3.1 滤池池体3.2 滤料层3.3 承托层3.4 布水系统3.5 布气系统3.6 反冲洗系统3.7 出水系统3.1 滤池池体滤池池体滤池池体的作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量。生物滤池的形状有圆形、正方形和矩形三种，结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。一般当处理水量较少、池体容积较小并为单座池时，采用圆形钢结构为
5、多；当处理水量和池容较大，选用的池体数量较多并考虑池体共壁时，采用矩形和方形钢筋混凝土结构较经济。3.2 滤料滤料 作为生物膜载体 滤料的选择是曝气生物滤池技术成功与否的关键之一，它决定了反应器能否高效运行，在选择滤料时应掌握以下原则： 硬度 较好的硬度能使滤料即使在过滤过程中使用多年仍能保持其原有的大小和形状； 可磨损性 滤料必须具有较高的耐腐蚀性，这样能减小滤料在反冲洗过程中的磨损； 多孔性 滤料表面的多孔性为菌胶团提供最佳的生长条件； 可粒化性 其粒化性能可按具体工艺要求为固体物质的停留以及有机物氧化提供最佳条件； 高度 在工程中可通过滤料高度来优化配合供氧和能量消耗的净化能力。应用于
6、BAF的两种滤料3.3 承托层承托层 承托层主要是为了支撑滤料 ，防止滤料 流失和堵塞滤头，同时还可以保持 反冲洗 稳定进行。承托层粒径比所选滤头孔径要大 4倍以上，并根据滤料直径的不同来选取承托层的颗粒大小和高度，滤料直接填装在承托层上，承托层下面是滤头和承托板。承托层的填装必须有一定的级配，一般从上到下粒径逐渐增大，高度为 0.3 0.4m。承托层常用材质为卵石或磁铁矿，为保证承托层的稳定，并对配水的均匀性起充分作用，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，形状应尽量接近圆形，工程中一般选用鹅卵石作为承托层。3.4布水系统布水系统曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配
7、水滤头。对于上向流滤池，配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水能在配水室内混合均匀，并通过配水滤头均匀流过滤料层，并且该布水系统除作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期对滤池进行反冲洗时布水用。配 水室由位于滤池下部的缓冲配水区和承托滤板组成。进入滤池的污水首先必须先进入缓冲配水区，在此先进行一定程度的混合后，依靠承托滤板的阻力作用使污水在滤板下均匀、均质分布，并通过滤板上的滤头而均匀流入滤料层。在气、水联合反冲洗时，缓冲配水区还起到均匀配气作用，气垫层也在滤板下的区域中形成。3.5 布气系统布气系统 曝气生物滤池的布气系统包括正常运行时供氧所需的曝气系统和进行气 水联合反冲洗时的供气系统
8、两大部分。曝气系统的设计必须根据工艺计算所需供气量来进行。保持曝气生物滤池中足够的溶解氧是维持曝气生物滤池内生物膜高活性、对有机物和氨氮高去除率的必备条件，因此选择合适的充氧方式对曝气生物滤池的稳定运行十分重要。一般采用鼓风曝气形式，最简单的曝气装置是采用穿孔管。穿孔管属大、中气泡型，氧利用率较低，仅为 3% 4%，其优点是不易堵塞，造价低。在实际应用中有充氧曝气与反冲洗曝气共用同一套布气管的形式，但由于充氧曝气需气量比反冲洗时需气量小，因此配气不易均匀，最好将两者分开。3.6 反冲洗系统反冲洗系统曝气生物滤池反冲洗系统由反冲洗供水系统与反冲洗供气系统组成。 BAF反冲洗方式与给水处理中的 V
9、形滤池类似，采用气 水联合反冲洗，其目的是去除生物滤池运行过程中截留的各种颗粒及胶体污染物以及老化脱落的微生物膜。3.7出水收集系统出水收集系统曝气生物滤池出水系统有采用周边出水和采用单侧堰出水等。在大、中型水处理工程中，为了工艺布置方便，一般采用单侧堰出水较多，并将出水堰口处设计为 600斜坡，以降低出水口处的水流流速；在出水堰口处设置栅形稳流板，以将反冲洗时有可能被带至出水口处的陶粒与稳流板碰撞，导致流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。4 BAF工艺特点工艺特点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
10、）、硝化 /反硝化型、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）4.1 功能分类 BIOCARBONE BIOSTYR BIOFOR4.2 工艺类型 污水从滤池上部流入，下向流流出滤池。在滤池中下部设曝气管，曝气管上部起生物降解作用，下部主要起截留 及脱落的生物膜的作用。运行中，因截留了及生物膜的生长，水头损失逐渐增加，达到设计值后，开始反冲洗。BIOCARBONEBIO
11、STYR 采用密度小于水的滤料，一般为聚苯乙烯小球。运行时采用上向流，在滤池顶部设格网或滤板以阻止滤料流出，正常运行时滤料呈压实状态，反冲时采用气水联合反冲， 反冲出水从滤池底部流出。 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。 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。4.3 优点 1)占地面积小，基建投资省。 2)出水水质高。 3)氧的传输效率很高，曝气量小，供氧动力消耗低。 4)抗冲击负荷能力强，耐低温。 5)易挂膜，启动快。 6)曝气生物滤池采用模块化结构，便于后期改建、扩建。4.4 缺点 1)曝气生物滤池对进水的要求较高。 2)采用曝气生物滤池，水头损失较大，水的总提升高度大。 3)在反冲洗操作中，短时间内水力负荷较大，反冲出水直接回流入初沉池会对初沉池造成较大的冲击负荷。
