導(dǎo)流曝氣生物濾池具有的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)？
【解答】（1）、設(shè)備技術(shù)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，U型池為國(guó)內(nèi)污水治理技術(shù)首創(chuàng)；
（2）、污水在同一個(gè)處理單元內(nèi)，實(shí)現(xiàn)三區(qū)、三級(jí)、三相導(dǎo)流、沉降分離、無(wú)泵污泥回流處理全過(guò)程，是一種典型的內(nèi)循環(huán)、復(fù)合型、污水處理脫氮除磷反應(yīng)器。
�。�3）、濾池中濾料的比表面積之和比BAF等生物濾池大大提高。
（4）、氧利用率比BAF曝氣生物濾池提高1.5倍左右。
（5）、具備下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、給水快濾法、無(wú)泵污泥回流法的特點(diǎn)。
�。�6）、在連續(xù)運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)間歇曝氣，比SBR間歇曝氣運(yùn)行方式更節(jié)約占地投資。
導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）在同一個(gè)污水處理單元體內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩沉兩曝，比AB法、A20法、接觸氧化法等污水處理工藝結(jié)構(gòu)更顯科學(xué)合理。
�。�7）、導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）具備實(shí)現(xiàn)無(wú)泵污泥外排及回流、節(jié)約能源。
脫氮除磷效果較A20法好。
�。�8）、運(yùn)用集成創(chuàng)新，提高設(shè)備自動(dòng)化程度，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；
革新工藝，簡(jiǎn)化處理流程，工程投資經(jīng)濟(jì)性；
�。�9）、緊湊型設(shè)計(jì)，池容積和占地面積較小，場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)；
（10）、構(gòu)筑物模塊化設(shè)計(jì)，有利于擴(kuò)建；
�。�11）、對(duì)氣溫及運(yùn)行方式的適應(yīng)性強(qiáng)。
�。�12）、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效率穩(wěn)定；
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
導(dǎo)流曝氣生物濾池技術(shù)的脫氮除磷原理？
【解答】①、脫氮原理導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的脫氮原理是在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上。
�、�、除磷原理導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）除磷的原理是在厭氧條件下，聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷，并加以釋放，利用此過(guò)程中產(chǎn)生的能量攝取廢水的溶解、溶解性有機(jī)物質(zhì)的合成PHB，從而在好氧的條件下，聚磷菌則將PHB降解以提供其從廢水中攝取磷所需的能量，從而完成聚磷的作用。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
導(dǎo)流曝氣生物濾池技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新？
【解答】（1）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效率穩(wěn)定
�。�2）污水處理效果好
�。�3）通過(guò)反沖再生、實(shí)現(xiàn)同期運(yùn)行
（4）定比定量消毒、保證消毒效果
消毒區(qū)可采用紫外線消毒。還可采用二氧化氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、液氯等多種化學(xué)藥劑消毒，當(dāng)采用化學(xué)藥劑消毒時(shí)，無(wú)動(dòng)力污水消毒裝置是最理想的消毒設(shè)備。
（5）對(duì)氣溫及運(yùn)行方式的適應(yīng)性強(qiáng)
�。�6）革新工藝，簡(jiǎn)化處理流程
由于經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的生物和物理綜合截留作用，處理后水中的SS很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，使處理流程得以簡(jiǎn)化。
�。�7）緊湊型設(shè)計(jì)，池容和占地面積較小，場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)
經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的BOD5容積負(fù)荷大，幾乎是常規(guī)二級(jí)生物處理的5～10倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級(jí)生物處理工藝要小得多，同時(shí)，由于濾池后不設(shè)二次沉淀池，大大節(jié)省了占面積和土建費(fèi)用。城市污水處理廠采用經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）工藝的總占地面積只有氧化溝工藝的1/3.
濾池內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀生物填料，使其可能積聚多達(dá)10～15g/L微生物量，高濃度的微生物量將使得經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的容積負(fù)荷大為提高，減少池容及占地面積，此對(duì)擬建的城市污水處理設(shè)施具有重要意義。
由于經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）對(duì)污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達(dá)到國(guó)家所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。
�。�8）構(gòu)筑物模塊化設(shè)計(jì)，有利于擴(kuò)建
經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）單元為模塊化結(jié)構(gòu)，能較好地適應(yīng)城鎮(zhèn)污水處理廠分期建設(shè)。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
導(dǎo)流曝氣生物濾池技術(shù)介紹？
【解答】導(dǎo)流曝氣生物濾池ConductionCurrentBiofilter（以下簡(jiǎn)稱CCB法）是在傳統(tǒng)曝氣生物濾池的基礎(chǔ)上，充分借鑒下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、無(wú)泵污泥回流法、給水快濾法等八者的設(shè)計(jì)手法以及二級(jí)和三級(jí)污水處理工藝的功能而開(kāi)發(fā)研制出來(lái)的污水處理新工藝、新技術(shù)。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
導(dǎo)流曝氣生物濾池技術(shù)的工藝創(chuàng)新？
【解答】（1）工藝集約化創(chuàng)新性導(dǎo)流曝氣生物濾池裝置充分借鑒了向下流曝氣生物濾池法、向上流曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、給水快濾法、沉降分離法和無(wú)泵污泥回流法八者的設(shè)計(jì)手法和二級(jí)或三級(jí)污水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)。使污水在U型雙錐這一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，綜合實(shí)現(xiàn)三級(jí)、三區(qū)、三相導(dǎo)流、無(wú)泵污泥外排及回流的全過(guò)程，是一種典型的高負(fù)荷、淹沒(méi)式、固定化生物床的三相導(dǎo)流，具有脫氮除磷功能的綜合反應(yīng)凈化器。因此工藝上創(chuàng)新性；
�。�2）連續(xù)進(jìn)水條件下實(shí)現(xiàn)間歇曝氣污水連續(xù)進(jìn)入內(nèi)錐即下向流對(duì)流接觸氧化后，自上而下通過(guò)濾料空隙間曲折下降，空氣自下而上通過(guò)濾料空隙間曲折上升，在對(duì)流接觸中，與污水及濾料失去的生物膜進(jìn)行充分接觸，在好氧條件下發(fā)生氣、液、固三相反應(yīng)，進(jìn)而完成曝氣過(guò)程。曝氣后的水進(jìn)入導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流后，在導(dǎo)流板的作用下與不曝氣即相對(duì)靜態(tài)的條件下空隙間完成沉降分離，無(wú)泵污泥回流過(guò)程，實(shí)現(xiàn)空隙間不曝氣，沉降分離的水在導(dǎo)流板作用下進(jìn)入外錐與生物填料過(guò)濾后，水和氣以向上流的方式通過(guò)濾料空隙間曲折上升，穿過(guò)濾層進(jìn)而實(shí)行曝氣過(guò)程。因此，導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）是在連續(xù)進(jìn)水的條件下實(shí)現(xiàn)曝氣、不曝氣、曝氣的間歇曝氣過(guò)程，達(dá)到了兩個(gè)曝氣區(qū)共用一個(gè)沉淀區(qū)的雙重目的，裝置沒(méi)有閑置，節(jié)約占地和投資費(fèi)用。
（3）借助動(dòng)力實(shí)現(xiàn)泥水分離和無(wú)泵污泥外排及回流污水通過(guò)內(nèi)錐即下向流對(duì)流接觸氧化生物過(guò)濾區(qū)處理后水，在重力作用下繼續(xù)下行，進(jìn)入導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)內(nèi)，又在導(dǎo)流板的作用，并借助于流體下行的重力，使重于水的污泥順勢(shì)下沉于錐底，同時(shí)在上部的水壓作用下，壓入錐底排泥管，排入污泥槽，流至污泥干化池。上清液和污泥在干化過(guò)程中外排的廢液都通過(guò)回流槽回流到污水處理池前端，進(jìn)入?yún)捬醭鼗蛩馑峄剡M(jìn)行反硝化處理，干化污泥外運(yùn)處理。污水在導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)沉降排泥后分離出來(lái)的水，在導(dǎo)流板的作用下進(jìn)入外錐即上向流曝氣生物過(guò)濾區(qū)的處理過(guò)程中也要產(chǎn)生一定的污泥，產(chǎn)生的污泥同樣借助于重力作用，使重于水的污泥通過(guò)導(dǎo)流板間隙，也同樣下沉于底部的導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)，還同樣通過(guò)上部水的壓力，將污泥壓入錐底的排泥管，排入污泥槽，流至干化池。上清液和污泥干化過(guò)程中外排的廢液通過(guò)回流槽，回流到污水處理池前端，進(jìn)入?yún)捬醭鼗蛩馑峄胤聪趸幚�。污泥消毒干化后外運(yùn)處理。
�。�4）在U型雙錐的同一單元體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩曝兩沉污水在內(nèi)錐即下向流對(duì)流接觸氧化區(qū)內(nèi)進(jìn)行處理，曝氣后的污水進(jìn)入導(dǎo)流沉降分離無(wú)泵污泥回流區(qū)內(nèi)處于相對(duì)靜止的沉淀狀態(tài)。沉淀后的水在導(dǎo)流板作用下導(dǎo)入外錐即上向流曝氣生物過(guò)濾后，污水在上向流生物過(guò)濾區(qū)處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥同樣在重力作用下，下沉于導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)，沉淀污泥通過(guò)上部水壓進(jìn)入排泥管流入污泥槽，通過(guò)污泥干化池，上清液和污泥干化過(guò)程中產(chǎn)生的廢液回流到污水池前，進(jìn)入水解酸化或厭氧池反硝化，干化污泥外運(yùn)處理，因此，導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）綜合實(shí)現(xiàn)兩個(gè)曝氣區(qū)共用一個(gè)沉淀區(qū)的功能，并且在同一個(gè)處理單內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩曝兩沉。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
導(dǎo)流曝氣生物濾池技術(shù)的技術(shù)性能？
【解答】（1）技術(shù)前瞻性（2）工藝創(chuàng)新性導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）采用U型雙錐結(jié)構(gòu)，巧妙地將污水處理分為下向流對(duì)流接觸氧化區(qū)、導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)、上向流曝氣生物過(guò)濾區(qū)三個(gè)污水處理區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了兩曝兩沉和無(wú)泵污泥外排的工藝結(jié)構(gòu)，具備下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池接觸法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分流法、給水快濾法、聚磷排泥法的處理工藝技術(shù)特征，在導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）內(nèi)，綜合實(shí)現(xiàn)三級(jí)、三區(qū)、三相導(dǎo)流、無(wú)泵污泥外排及回流的全過(guò)程，是典型的高負(fù)荷、淹沒(méi)式、固定化生物床的三相導(dǎo)流、脫氮除磷反應(yīng)器，因此工藝創(chuàng)新性。
�。�3）工程投資經(jīng)濟(jì)性導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的BOD5容積負(fù)荷大，幾乎是常規(guī)二級(jí)生物處理的5～10倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級(jí)生物處理工藝要小得多。同時(shí)，在導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）中，具有上下結(jié)構(gòu)的沉降無(wú)泵污泥外排回流區(qū)，因此無(wú)需二次沉淀池，大大節(jié)省了占地面積和土建費(fèi)用。污水處理廠采用導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）工藝的總占地面積只有氧化溝工藝的1/3.裝置內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀生物填料，使其可能積聚多達(dá)10～15g/L的微生物量，高濃度的微生物量將使得導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的容積負(fù)荷大為提高，減少池容積及占地面積，此對(duì)擬建的污水處理設(shè)施具有重要意義。由于導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）對(duì)污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達(dá)到國(guó)家所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，故濾池后面不需設(shè)置二沉池，因此工程投資經(jīng)濟(jì)性。
�。�4）處理效果穩(wěn)定性處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)好，是由于整個(gè)系統(tǒng)中存在著較高濃度的微生物，生化反應(yīng)速率高，并可通過(guò)控制供氣量使裝置中存在好氧和缺氧環(huán)境，使得該裝置組合可實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化。同時(shí)，由于高濃度的微生物以生物膜的形式固定在粒狀濾料的表面，無(wú)污泥膨脹之慮，不會(huì)因?yàn)V池受水力負(fù)荷的沖擊而造成微生物流失，因此，導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）對(duì)水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。即使污水是減少一半以下或停水后再啟用，只需很短的時(shí)間內(nèi)就能正常運(yùn)行，因此處理效果穩(wěn)定性。
（5）處理流程簡(jiǎn)化性由于導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的生物和物理綜合截留作用，處理后水中的SS很少，故不需設(shè)置二沉池，加上系統(tǒng)中具有沉降污泥無(wú)泵回流系統(tǒng)，因此無(wú)需污泥回流泵房，使處理流程得以簡(jiǎn)化，進(jìn)一步節(jié)省占地面積，因此處理流程簡(jiǎn)化性。
（6）投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)性由于導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）流程短、池容小和占地省，使工程費(fèi)用大大低于常規(guī)二級(jí)生物處理工藝。同時(shí)，采用裝置專用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀濾料對(duì)氣泡的切割及阻擋作用，使得氣泡在濾層中進(jìn)一步被細(xì)碎，強(qiáng)化氣、液傳質(zhì)效應(yīng)，增加濾層內(nèi)的微生物與空氣的接觸面積和時(shí)間，導(dǎo)致濾池總體充氧效率大為提高，氧的利用率達(dá)30%以上，從而節(jié)省能耗，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)性。
�。�7）操作管理簡(jiǎn)單性由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測(cè)定儀、定時(shí)器、變頻器、PLC中央程控系統(tǒng)及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）運(yùn)行管理自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)行管理變得簡(jiǎn)單易行。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）可以對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進(jìn)行在線檢測(cè)，并通過(guò)PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時(shí)間的長(zhǎng)短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，易于優(yōu)化運(yùn)行，特別是對(duì)各大、中、小污水處理廠更顯突出，因此操作管理簡(jiǎn)單性。
（8）脫氮除磷典型性導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的除磷基于導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的上述原理，結(jié)合導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）工藝，在導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）水處理單元的前面設(shè)厭氧池或水解酸化池﹑加上導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的內(nèi)錐，即下向流對(duì)流接觸氧化生物過(guò)濾區(qū)和外錐即上向流曝氣生物過(guò)濾區(qū)以及導(dǎo)流沉降無(wú)泵污泥回流區(qū)，這兩個(gè)曝氣和不曝氣段，形成了較為完整的硝化﹑反硝化脫氮除磷工藝。與此同時(shí)，在導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的內(nèi)錐及下向流接觸氧化生物過(guò)濾區(qū)中有硝化和反硝化作用（見(jiàn)原理圖），因此較其它通用污水處理技術(shù)更有除磷的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。特別是污水在內(nèi)錐和外錐的曝氣條件下，聚磷后和污泥一道下沉于無(wú)泵污泥回流區(qū)底部，并在上部水壓作用下，含有80-90%高濃度含磷污泥通過(guò)無(wú)泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，從而磷隨干化污泥外運(yùn)而被去除，未去除的其它磷隨干化池中的上清液和污泥干化過(guò)程中的廢液回流到污水處理池前端，進(jìn)入?yún)捬醭鼗蛩馑峄剡M(jìn)行釋放，達(dá)到反硝化。
導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）基本結(jié)構(gòu)：導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）底部設(shè)有進(jìn)水和排泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.5～3m，填料頂部裝有擋板，防止懸浮填料的流失。擋板上均勻安裝有出水濾頭。擋板上部空間作反沖洗水的儲(chǔ)水區(qū)，其高度根據(jù)反沖洗水頭而定，在導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）的下部設(shè)有沉降分離無(wú)泵污泥回流區(qū)，將內(nèi)錐即下向流對(duì)流接觸氧化區(qū)曝氣后的水在重力和導(dǎo)流板的作用下沉于底部，并通過(guò)排泥管外排，有較好的排泥作用，加上導(dǎo)曝前有預(yù)處理的厭氧段和好氧段，能較好的釋放磷，因此導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）整個(gè)處理工藝比A2/O有較好的處理效果。
�。�9）氣溫及運(yùn)行方式適應(yīng)性由于大量的微生物生長(zhǎng)在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，微生物不會(huì)流失，即使長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)也能保持其菌種的活性。如長(zhǎng)時(shí)間停止不用后再恢復(fù)運(yùn)行，可在進(jìn)水、供氣后的幾天內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行；由于導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）所特有的高微生物量，使得該裝置對(duì)氣溫變化的適應(yīng)性也較強(qiáng)，因此氣溫及運(yùn)行方式適應(yīng)性。
�。�10）檢修換件方便性導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）所需的主要設(shè)備和材料，國(guó)內(nèi)均可配套生產(chǎn)，基本不需進(jìn)口。只有少量自控檢測(cè)儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)需進(jìn)口。
�。�11）工程建設(shè)靈活性導(dǎo)流曝氣生物濾池（CCB）單元為模塊化結(jié)構(gòu)，可集中設(shè)計(jì)，也可分開(kāi)設(shè)計(jì)，還有利于擴(kuò)建，能較好地適應(yīng)各個(gè)地區(qū)地貌。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
幾十年來(lái)，在污水處理領(lǐng)域，活性污泥法無(wú)疑是一種被廣泛使用并有良好效果的污水生物處理技術(shù)。但是隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，城市規(guī)模擴(kuò)大以及人類對(duì)居住環(huán)境的日益重視，活性污泥法的不足越來(lái)越突出地顯現(xiàn)在人們的眼前。
占地巨大人口的不斷膨脹使城市變得擁擠，許多城市土地稀缺，而采用活性污泥法的污水處理廠動(dòng)輒幾公頃，甚至幾十公頃的占地?zé)o疑成為一種制約。
環(huán)境惡劣巨大的污水處理構(gòu)筑物大面積暴露在大氣之中，極易產(chǎn)生臭氣污染，周圍居民無(wú)法忍受。因此，越來(lái)越多的居民拒絕與污水處理廠為鄰。
性能不穩(wěn)定由于是一種懸浮狀態(tài)的微生物膠團(tuán)，活性污泥的濃度通常在6000毫克/升以下，外界環(huán)境（溫度，污染物濃度等）極易對(duì)處理效果產(chǎn)生影響，甚至造成污泥膨脹，使處理水質(zhì)惡化。
上世紀(jì)八十年代，一種針對(duì)以上問(wèn)題研發(fā)出來(lái)的新的污水處理技術(shù)首先在法國(guó)得以運(yùn)用，這就是“淹沒(méi)式固定生物膜曝氣濾池”。法國(guó)OTV公司在淹沒(méi)式固定生物膜曝氣濾池領(lǐng)域擁有近20年的工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并且在世界各地建設(shè)了100多座類似工藝的污水處理廠，其中一種工藝便是BIOSTYR(r)生物濾池。
BIOSTYR(r)則是一種經(jīng)過(guò)改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級(jí)處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
基本結(jié)構(gòu)
BIOSTYR(r)工藝是一種淹沒(méi)式上向流生物濾池，其濾料為比重小1的球形顆粒并漂浮在水中，我們稱之為BIOSTYRENETM。
每個(gè)生物濾池單元包括：
*進(jìn)水管和位于濾池底部的配水渠(同時(shí)可用于反沖洗水的排除)；
*兩條空氣第(管孔管)，一條用于工藝曝氣，一條用于氣反沖洗；在硝化/反硝化反應(yīng)時(shí)用兩條管道，在單一硝化反應(yīng)時(shí)曝氣和反沖洗為同一條管道；
*3～3.5米的濾料層，濾料表面附著大量的微生物；
*濾池頂部有混凝土濾板，防止濾料的流失；
*濾板上安裝有濾頭，用于濾池出水。
工藝原理
根據(jù)曝氣管道位置的不同設(shè)置可以控制硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的程度，也可以單獨(dú)進(jìn)行硝化反應(yīng)或反硝化反應(yīng)。
具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物濾池，其曝氣管位于濾床中的經(jīng)過(guò)計(jì)算的位置，將濾床分隔為下部厭氧區(qū)和上部好氧區(qū)，它可以去除所有可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，懸浮物(SS)，氨氮和硝酸鹽(即總氮)，反沖洗氣管位于濾池底部。
對(duì)于通常的僅需要進(jìn)行硝化反應(yīng)(對(duì)氨氮有要求)，在曝氣和氣反沖洗時(shí)共用一根位于濾池底部的穿孔管，從而使整個(gè)濾床處于好氧狀態(tài)，它可以去除大部分可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，懸浮物(SS)和氨氮。
污水處理技術(shù)曝氣生物濾池BIOSTYR(r)
常治輝 原創(chuàng)
煉油廠加氫裂化、加氫精制和鉑重整等裝置所排廢水排放量約70t／h，酚類污染物在100～160mg／L，這股高酚廢水未作任何處理直接排至污水處理場(chǎng)，本實(shí)驗(yàn)采用上向流曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter,簡(jiǎn)稱BAF)對(duì)含酚廢水的處理進(jìn)行了研究。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 含酚廢水水質(zhì)分析
課題組對(duì)含酚廢水水質(zhì)進(jìn)行了分析，監(jiān)測(cè)方法[1]：，及測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。
由表1可見(jiàn)，該廢水的COD，BODs，硫化物，石油類和氨氮等污染物均處于常見(jiàn)水平，而酚污染則處于較高狀態(tài)，是這股廢水的主要污染物；由于酚類物質(zhì)易為微生物降解[1]，因此廢水的可生化性較好，結(jié)果也表明m(BOD5)／m(COD)值較高，平均為0.56。
1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及工藝參數(shù)
本實(shí)驗(yàn)采用上向流曝氣生物濾池(BAF)對(duì)含酚廢水進(jìn)行處理，BAF是一種新型高負(fù)荷淹沒(méi)式三相反應(yīng)器，它將生化反應(yīng)與吸附過(guò)濾兩種處理過(guò)程合并在同一構(gòu)筑物中完成。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，主要是由生物反應(yīng)過(guò)濾區(qū)、曝氣裝置、反沖洗裝置等三部分組成，生物反應(yīng)過(guò)濾區(qū)由生物濾料層和碎石墊層組成，濾料層采用粒徑4-6mm的輕質(zhì)生物陶粒，高度2.0m，墊層采用10-20mm的碎石，厚度0.2m，濾池有效容積75L；曝氣生物濾池所需空氣通過(guò)布置碎石墊層內(nèi)的穿孔曝氣管直接進(jìn)入生物濾料層；反沖洗裝置采用配水和配氣聯(lián)合系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)中把配氣管與曝氣管合并，把配水管與進(jìn)水管合并。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)及操作條件見(jiàn)表2。
1.3 降酚菌培養(yǎng)
為了培養(yǎng)出高效的降酚菌類，課題組分別采用煉油廢水生化污泥和生活污泥進(jìn)行微生物培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)控制的參數(shù)見(jiàn)表3。
采用煉油廢水生化污泥經(jīng)過(guò)近1個(gè)月的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)載體上生長(zhǎng)了大量的微生物(以淺色疏松的絲狀菌為主)，廢水中COD有一定的降解(降解量為40—80mg/L)，但是，廢水中的酚基本上沒(méi)有得到降解(降解量?jī)H為2—8mg／L)。這說(shuō)明，在高濃度酚的存在下，生化污泥中的細(xì)菌受到了抑制，缺乏耐酚型微生物。
改用生活污泥進(jìn)行微生物培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生活污泥中的微生物種類較多，大量的不同類型的微生物為降酚菌的培養(yǎng)提供了菌源；培養(yǎng)效果可從圖2反應(yīng)出來(lái)。
結(jié)果顯示，在3-4d的時(shí)間，由生活污泥培養(yǎng)出的生物膜即可達(dá)到很強(qiáng)的降酚能力，酚去除率已接近90％；同時(shí)鏡檢發(fā)現(xiàn)：生物膜中的菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)良好，其中含大量的球菌、雙球菌、鏈球菌。
2 結(jié)果與問(wèn)題討論
2.1 主要污染物的降解
根據(jù)酚的可生化性能及進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷，對(duì)含酚廢水的處理進(jìn)行了三種水力停留時(shí)間(HRT)的實(shí)驗(yàn)，分別為2.5h，2.0h和1.5h主要污染物的平均進(jìn)、出水變化見(jiàn)表4。
從表4數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)采用的是好氧生化，酚、S2-及BOD5這些易于氧化的物質(zhì)或指標(biāo)去除效果最好，NH3-N則沒(méi)有得到降解，其它如COD和油也有不同程度的降解。
2.2 水力停留時(shí)間與去除效果的關(guān)系
圖3描述了停留時(shí)間對(duì)COD和酚降解的影響情況，可知，在一定范圍內(nèi)，停留時(shí)間對(duì)COD和酚的去除率影響不大，均有較好的出水水質(zhì)和較高的去除率；進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)停留時(shí)間從2.5h減小到2.0h后，COD的平均去除率雖由76.0％降到73.6％，但它的去除負(fù)荷卻由3.22kg／(m.d) 升高到4.49kg／(m·d)；酚的平均去除率雖由95.5％降到93.8％，但它的去除負(fù)荷卻由1.08 kg／(m3.d) 升高到1.39kg／(m3·d)；但是，如果停留時(shí)間再進(jìn)一步減小到1.5h，則降解效果明顯下降。本實(shí)驗(yàn)的目的在于尋求一種高效的含酚廢水的處理方式及較適宜的水力停留時(shí)間，使大部分的COD尤其酚得到降解，防止這些污染物在后續(xù)的綜合生化處理中產(chǎn)生沖擊，顯然，當(dāng)水力停留時(shí)間為2.0h時(shí)，就已經(jīng)達(dá)到了目的：出水中酚的平均質(zhì)量濃度為8.5 mg／L，平均去降率達(dá)到93％，而且此時(shí)COD和酚的去除負(fù)荷相對(duì)也大。
2.3 影響因素
影響B(tài)AF對(duì)酚降解的因素主要有溫度、pH值、水中溶解氧和曝氣量。
①溫度
微生物降解有機(jī)物是隨著溫度升高而速度加快的，溫度低于25℃，菌的活性明顯下降，而高于45℃時(shí)，菌的活性也受到抑制，處理效果明顯降低。試驗(yàn)得出耐酚噬酚菌的適宜溫度是25-40℃。
②原水pH值
進(jìn)水pH值在7.0～8.0范圍內(nèi)較為適宜。由于汽提廢水中含有S2-，其氧化后生成酸，若進(jìn)水pH值偏低時(shí)，會(huì)造成出水pH值過(guò)低，抑制生物膜的活性。
③曝氣量和水中DO
試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)生物床的微生物容量很大，水力負(fù)荷及有機(jī)去除負(fù)荷都相當(dāng)高，所需的曝氣量相應(yīng)較大，一般氣水體積比為5～8；另外，從BAF不同位置采樣分析，發(fā)現(xiàn)DO的質(zhì)量濃度池頂較池底低0.5～1.0mg／L，充分表明耐酚噬酚菌是一種好氧微生物，出水的DO的質(zhì)量濃度不宜低于2.5～3.0mg／L，若過(guò)低，則影響降酚菌的繁殖和活性。
2.4 BAF的反沖洗
隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，生物陶粒中截留的SS的增多和生物膜的增厚及脫落會(huì)造成水頭的增加，且會(huì)引起陶粒中水和氣的分布不均，這時(shí)必須對(duì)BAF進(jìn)行反沖洗。反沖周期的長(zhǎng)短主要與水力負(fù)荷、進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷有關(guān)，也受反沖強(qiáng)度和時(shí)間的影響；水力、有機(jī)負(fù)荷大，濾池中產(chǎn)生的污泥量就多，反沖的周期就短；從裝置上安裝的壓差計(jì)顯示，反沖洗時(shí)裝置的水頭損失約35～45cm，沖洗周期為2～3 d。實(shí)驗(yàn)中對(duì)BAF采用氣—水聯(lián)合反沖，反沖洗的氣、水強(qiáng)度較小，氣強(qiáng)度為8.5～12.5 1／(m·s)，水強(qiáng)度為4.0～8.5 1／(m2·s)，沖洗時(shí)間20-30min。
3 結(jié)論
①選用生物陶粒作為曝氣生物濾池的濾料，利用生活污泥可快速培養(yǎng)出高效的降酚菌種。
②曝氣生物濾池作為含酚廢水的處理裝置，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、處理時(shí)間短、去除率和去除負(fù)荷高的特點(diǎn)。
③含酚廢水在進(jìn)水酚的質(zhì)量濃度不大于160mg／L，COD的質(zhì)量濃度不大于800mg／L的條件下，水力停留時(shí)間僅需2.0h，經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池的處理，出水中酚和COD的平均質(zhì)量濃度分別不大于8.5mg／L和140mg／L，酚的平均去除率達(dá)到93％，COD的平均去除率達(dá)到73％。
④某煉油廠含酚廢水量約70t／h，設(shè)計(jì)的曝氣生物濾池有效容積僅140m，可設(shè)計(jì)為直徑8.45m、有效高度2.5m的圓柱形的曝氣生物濾池。
印染行業(yè)是“能耗水耗大戶”，全國(guó)印染廢水排放量約占整個(gè)工業(yè)廢水排放量的35％，且具有排水量大、污染物成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化快、可生化性差等特點(diǎn)lll。印染行業(yè)用水量大、回用率低、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，因此將印染廢水深度處理并回用，不僅節(jié)約了大量的新鮮水用量，而且直接減少了廢水污染物的排放量，對(duì)促進(jìn)印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，也是全社會(huì)節(jié)約用水、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的迫切要求。
曝氣生物濾池(BAF)是在生物濾池和普通快濾池的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來(lái)的新型水處理技術(shù)，于1981年由法國(guó)首先投入工業(yè)應(yīng)用『2]。與普通活性污泥法相比，BAF用于處理低濃度、難降解有機(jī)廢水，具有占地面積小、抗負(fù)荷沖擊強(qiáng)、氧傳輸效率高、避免污泥膨脹、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)l3l。本試驗(yàn)是在原有印染廢水A／O生化處理的基礎(chǔ)上，再S~DilBAF深度處理工藝，試驗(yàn)除了驗(yàn)證工藝的可行性外，更重要的是探討各主要處單元的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行控制參數(shù)，為實(shí)際工程化應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1．1廢水水質(zhì)及回用要求
杭州某紡織有限公司主要從事氨綸經(jīng)編彈性織物的織造、染色加工及銷售，廢水排放量約為l200m3,d～，現(xiàn)有一套兼氧一好氧生化處理工藝，為了貫徹落實(shí)節(jié)能減排精神，企業(yè)提出生產(chǎn)廢水回用的思路，考慮到目前我國(guó)尚未制定印染廢水的回用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)企業(yè)建議并參考印染行業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[4]，提出了本試驗(yàn)的再生回用水水質(zhì)。試驗(yàn)以企業(yè)現(xiàn)有污水處理設(shè)施的排放口出水為原水，試驗(yàn)進(jìn)水和出水水質(zhì)情況如表1所示。
試驗(yàn)裝置的主體是透明有機(jī)玻璃圓柱體，直徑為300mm，總高度2000mm，從下至上依次為布水區(qū)、曝氣區(qū)、填料層和清水區(qū)。其中填料層濾料分上下兩層，下層為不規(guī)則細(xì)碎陶粒，陶粒濾料的粒徑為3～10mm，具有顆粒小、表面積大、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，適合微生物的接種、馴化、繁殖生長(zhǎng)_51；上層為球狀顆粒陶粒，球狀陶粒濾料的粒徑為l0～15InlTl，具有顆粒均勻、比重大、質(zhì)地堅(jiān)硬、不易破碎、過(guò)濾效果好等特點(diǎn)，并且耐沖洗、不堵塞，水力特性良好。
1．3分析方法
試驗(yàn)分析項(xiàng)目主要有COD、SS、pH、BOD、色度等，按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)[6]進(jìn)行分析。
2調(diào)試及運(yùn)行
2．1曝氣生物濾池的啟動(dòng)
BAF接種污泥和試驗(yàn)進(jìn)水分別為原有污水處理系統(tǒng)中的活性污泥和排放口出水。污泥接種后連續(xù)悶曝2d，然后開(kāi)始小流量進(jìn)水(進(jìn)水水量5～10L·h‘1，氣水體積比2：1～4：1)，使填料表面逐漸附著生物膜，待出水變清澈后，逐漸增加水力負(fù)荷，掛膜終止時(shí)水力負(fù)荷為0．1m3．m-2oh～。掛膜期間，BAF進(jìn)水COD為150~250mg·L，BOD為30~50mg·L～，出水COD去除率呈上升趨勢(shì)。調(diào)試3周后，COD去除率穩(wěn)定在50％以上，出水比較清澈，表明BAF掛膜基本完成。
對(duì)該工程中生物膜進(jìn)行鏡檢，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行正常的濾池中存在絲狀菌、線蟲(chóng)和輪蟲(chóng)，有時(shí)還可以看到紅斑顆體蟲(chóng)，在出水清澈透明的情況下，甚至出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的小紅蟲(chóng)。具
2．2水力負(fù)荷條件對(duì)BAF出水水質(zhì)的影響
進(jìn)水COD為150~250mg·L。時(shí)，COD去除效果與水力負(fù)荷的關(guān)系見(jiàn)圖2。水力負(fù)荷對(duì)COD去除率的影響是一個(gè)先上升后下降的過(guò)程。在低水力負(fù)荷條件下，水力負(fù)荷的增加使F／M比提高，微生物的活性增強(qiáng)，有利于改善出水水質(zhì)，而當(dāng)水力負(fù)荷進(jìn)一步增加時(shí)，去除率有下降趨勢(shì)。因水力負(fù)荷和水力停留時(shí)問(wèn)(HRT)成反比，水力負(fù)荷的增加導(dǎo)致HRT縮短，減少了生物膜和污水的接觸時(shí)間，導(dǎo)致生化處理效率下降SS去除率下降。另外，由于水力負(fù)荷增加.
隨著當(dāng)今石油工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，原油加工能力的提高，大量的水資源被耗用，使得原有的供水設(shè)施遠(yuǎn)不能滿足要求。煉油行業(yè)面臨日益嚴(yán)重的水資源短缺危機(jī)，節(jié)水和成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。污水深度處理就是以二級(jí)處理后的污水為源水，再經(jīng)深度處理后回用。污水深度處理工藝很多，對(duì)應(yīng)不同的污水性質(zhì)，可以采用不同的工藝方法。以某石化污水處理場(chǎng)曝氣生物濾池工藝為研究對(duì)象，對(duì)該工藝的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分析，共同探討曝氣生物濾池在煉油污水深度處理中的應(yīng)用。
1 污水深度處理工藝流程
某石化污水處理場(chǎng)二級(jí)處理出水先經(jīng)過(guò)后氣浮進(jìn)一步去除石油類和COD，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池提升至曝氣生物濾池(簡(jiǎn)稱BAF) 去除部分氨氮和COD，再通過(guò)活性碳塔過(guò)濾，進(jìn)入流砂過(guò)濾裝置去除懸浮物，從而完成污水深度處理流程。工藝流程圖如下:
圖1 污水深度處理工藝流程
2 曝氣生物濾池設(shè)計(jì)
2. 1 設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)處理水量200 m3 /h，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1，曝氣生物濾池設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。
表1 曝氣生物濾池進(jìn)出水水質(zhì)mg /L
表2 曝氣生物濾池主要設(shè)計(jì)參數(shù)
2. 2 BAF 裝置的構(gòu)成
BAF 由生物濾池、曝氣供風(fēng)系統(tǒng)、反沖洗供風(fēng)系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、反沖洗廢水池(泥水分離池) 、反沖洗清水池、自控系統(tǒng)組成。
(1) 曝氣生物濾池
某石化污水深度處理曝氣生物濾池工藝采用的是內(nèi)循環(huán)式固定生物氧化床工藝(簡(jiǎn)稱IRBAF工藝) 。即在曝氣區(qū)充氧的同時(shí)，將污水沿曝氣器管道提升，再經(jīng)過(guò)反應(yīng)器生物床，在填料區(qū)形成循環(huán)水流，從而達(dá)到去除污染物的目的。
BAF 反應(yīng)池共設(shè)置5 間，單間池體規(guī)格:8 000 mm × 5 000 mm × 5 000 mm，每間處理水量為40 m3 /h。濾池自上而下依次分為生物濾料、承托層填料、曝氣提升回流器、主曝氣系統(tǒng)(含曝氣頭) 、進(jìn)水布水器、反沖洗布水系統(tǒng)、反沖洗布?xì)庀到y(tǒng)、配水器。
承托層采用的是瓷球，粒徑40 ～ 55mm。
濾料采用沸石填料，比表面積5. 5 ～ 7. 8 ×104 cm2 /g，填裝高度2. 5 m。
(2) 曝氣供風(fēng)系統(tǒng)
污水處理場(chǎng)生化系統(tǒng)由2 臺(tái)離心鼓風(fēng)機(jī)統(tǒng)一供風(fēng)。
(3) 反沖洗供風(fēng)系統(tǒng)
反沖洗供風(fēng)系統(tǒng)主要采用非凈化風(fēng)系統(tǒng)，要求風(fēng)壓不低于0. 45 MPa。由于非凈化風(fēng)系統(tǒng)波動(dòng)較大，而且考慮到BAF 反沖洗的強(qiáng)度和用風(fēng)量，在BAF 系統(tǒng)前設(shè)置非凈化風(fēng)緩沖罐，滿足單池反洗的風(fēng)量。
(4) 反沖洗系統(tǒng)
某石化污水深度處理BAF 工藝反沖洗系統(tǒng)由調(diào)節(jié)池、反洗水泵以及和BAF 池連接的管道、閥門和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。采用氣-水聯(lián)合反沖洗技術(shù)，即采用較大強(qiáng)度的反沖氣流沖擊生物濾床，使池內(nèi)水體以較大的速度向上膨脹，從而提高濾料層擾動(dòng)強(qiáng)度和系統(tǒng)應(yīng)力中的附加切應(yīng)力。生物膜及雜質(zhì)在強(qiáng)烈的剪切、碰撞作用下快速脫落，從而提高系統(tǒng)的反沖洗效果，避免濾料的粘結(jié)堵塞，保持反應(yīng)器的活性，達(dá)到穩(wěn)定處理的目的。
整個(gè)反沖洗系統(tǒng)采用PLC 控制。反應(yīng)池共5間，每間池安裝氣動(dòng)閥3 臺(tái)，電磁閥1 臺(tái)，依次為出水氣動(dòng)閥、反沖洗進(jìn)水氣動(dòng)閥、反沖洗出水氣動(dòng)閥、反沖洗風(fēng)電磁閥。分別控制出水、反沖洗進(jìn)水、反沖洗進(jìn)風(fēng)的打開(kāi)與關(guān)閉，從而進(jìn)行BAF 池反沖洗的自動(dòng)控制。
(5) 反沖洗廢水池
主要用來(lái)存儲(chǔ)BAF 反沖洗時(shí)產(chǎn)生的廢水。
3 運(yùn)行調(diào)試
由于在運(yùn)輸和投加的過(guò)程中，造成濾池內(nèi)比較臟，所以在調(diào)試前，先要利用氣沖和水洗將陶粒中的臟東西淘洗干凈，然后再進(jìn)入正式掛膜階段。
3. 1 啟動(dòng)掛膜
合適的啟動(dòng)方式對(duì)BAF 裝置效能發(fā)揮作用明顯，也是保證BAF 裝置快速啟動(dòng)的決定性因素。某石化BAF 裝置啟動(dòng)采用的是接種掛膜法。即通過(guò)提升泵將生化系統(tǒng)活性污泥投加到濾池中作為種泥，然后以小流量進(jìn)水，通氣悶曝，使微生物逐漸接種在濾料上，附著生長(zhǎng)，控制污水中溶解氧濃度大于或等于2 mg /L。停留時(shí)間達(dá)到8 h，排出上清液，增大進(jìn)水流量(即增加水力負(fù)荷) ，逐漸減少停留時(shí)間，繼續(xù)悶曝一段時(shí)間。每次增加的負(fù)荷量約為30% 左右，直至達(dá)到處理能力。在掛膜期間，每天對(duì)進(jìn)出水的COD 和氨氮進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)出水的COD≤60 mg /L 和出水氨氮≤5 mg /L 時(shí)，即可認(rèn)為掛膜完成，此時(shí)生物相對(duì)比較穩(wěn)定。掛膜時(shí)間需要20 ～ 30 d 左右。這種掛膜的方法能夠迅速啟動(dòng)BAF 裝置，完成掛膜。
3. 2 生物相分析
曝氣生物濾池的生物膜是由濾料表面和濾料空隙之間截留的懸浮物、吸附膠體和繁殖的微生物組成。生物膜的微型動(dòng)物大部分是單細(xì)胞的原生動(dòng)物，如肉足蟲(chóng)、鞍毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和吸管蟲(chóng)，也有比較復(fù)雜的后生動(dòng)物，如輪蟲(chóng)等。
通過(guò)對(duì)曝氣生物濾池從運(yùn)行初期到運(yùn)行一段時(shí)間后的觀察，生物膜上的生物均是由低等向高等演變。在曝氣生物濾池的掛膜過(guò)程中，先出現(xiàn)菌膠團(tuán)和絲狀菌，出水外觀渾濁。系統(tǒng)剛剛運(yùn)行時(shí)，只見(jiàn)到大量的細(xì)菌，其它微生物很少或不出現(xiàn)。系統(tǒng)正常運(yùn)行和生物膜降解良好時(shí)，相應(yīng)地出現(xiàn)許多較高等的微生物，出水外觀清澈，鏡檢可以觀察到生物膜，還有淺色菌膠團(tuán)、絲狀菌和固著型纖毛蟲(chóng)。生物相中占優(yōu)勢(shì)的原生動(dòng)物以固著型的纖毛蟲(chóng)為主，如鐘蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)等。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，生物膜上的生物相也相對(duì)穩(wěn)定。如果進(jìn)水的營(yíng)養(yǎng)狀況有較大的改變，即系統(tǒng)非正常運(yùn)行時(shí)，則原生動(dòng)物中的游動(dòng)型纖毛蟲(chóng)突然增加，固著型纖毛蟲(chóng)減少，伴隨著絲狀菌稀少和菌膠團(tuán)松散，此時(shí)出水水質(zhì)變差[1]。
3. 3 調(diào)試
在調(diào)試期間，應(yīng)盡可能保證進(jìn)水水質(zhì)和水量的穩(wěn)定。水質(zhì)嚴(yán)重惡化時(shí)，應(yīng)降低濾速，以保證污染物負(fù)荷的穩(wěn)定。要達(dá)到穩(wěn)定的去除效果，調(diào)試和運(yùn)行時(shí)，為確保濾池中的生物膜，防止污泥堵塞濾料，應(yīng)調(diào)節(jié)各池布?xì)饬�，保持曝氣�?qiáng)度的穩(wěn)定和曝氣時(shí)間的連續(xù)[2]。
BAF 運(yùn)行一段時(shí)間后，生物膜漸漸增厚，生長(zhǎng)過(guò)量的微生物也聚集在濾池表面和濾料空隙中，濾料間截留大量懸浮物，造成填料的空隙度減小，水頭損失增大�？偟乃^損失可能達(dá)到或者接近設(shè)計(jì)流量通過(guò)BAF 裝置所必需的水頭損失，或者是出現(xiàn)濾料顆粒穿透，在任一情況出現(xiàn)之前，BAF 裝置應(yīng)停止運(yùn)行進(jìn)行反沖洗。某石化BAF 裝置采用自動(dòng)氣-水聯(lián)合反沖洗，反洗采用脈沖反洗技術(shù)，即在氣水聯(lián)洗階段，利用反洗進(jìn)風(fēng)閥的瞬間開(kāi)啟和閉合進(jìn)行反洗。
反沖洗周期視進(jìn)水COD 負(fù)荷和懸浮物濃度確定，進(jìn)水COD 越低、懸浮物越低，則反沖洗周期越長(zhǎng)，反之越短。由于煉油污水處理的特點(diǎn)，進(jìn)水的水質(zhì)水量波動(dòng)比較大，工業(yè)運(yùn)行中BAF 池的容污周期不同，反沖洗周期也不同，故組態(tài)時(shí)只考慮了對(duì)反沖洗動(dòng)作和時(shí)間的控制，沒(méi)有對(duì)反洗周期控制。反沖洗周期可以根據(jù)運(yùn)行情況定期調(diào)整設(shè)定。BAF 池采用單池依此反沖洗的方式，而現(xiàn)場(chǎng)采用的非凈化風(fēng)罐容量較小，一次實(shí)際只能滿足單池反洗，反洗完后風(fēng)罐要一定時(shí)間恢復(fù)反洗所需壓力(0. 45 MPa) ，因此反洗程序?qū)嶋H只考慮為單池各閥門和反洗泵的開(kāi)關(guān)控制，動(dòng)作持續(xù)時(shí)間和各閥泵聯(lián)鎖時(shí)間。調(diào)試期間進(jìn)出水COD 及處理效果變化情況見(jiàn)圖3。
4 BAF 的反沖洗
BAF 濾池反沖洗是保證濾池效能的關(guān)鍵步驟。反沖洗的目的是在較短的時(shí)間內(nèi)，使濾料得到清洗，恢復(fù)其除污能力，即清除濾料顆粒間所截留的懸浮物及濾料表面脫離的老化生物膜，但必須保留適量的生物膜，這對(duì)于曝氣生物濾池反應(yīng)器是至關(guān)重要的。曝氣生物濾池反沖洗效果對(duì)出水水質(zhì)、運(yùn)行周期的影響很大。反沖洗不充分，濾池運(yùn)行周期將會(huì)大大縮短; 若反沖洗過(guò)量，微生物數(shù)量不足，生化處理效能下降，出水水質(zhì)變差，盡管濾料的固體容量得以提高，但出水仍達(dá)不到要求[3]。
BAF 反沖洗的過(guò)程可分為三個(gè)階段: 反沖開(kāi)始濾層膨脹階段、濾層懸浮平衡階段和后期的懸浮濾層沉降階段。由于第一階段的特征是濾層變速膨脹，顆粒擁擠上升，碰撞摩擦劇烈，再加上反沖氣/水的剪切、摩擦作用使濾料凈化效率最高; 而第二和第三階段顆粒碰撞摩擦的機(jī)會(huì)極少使碰撞摩擦作用減弱，而且反沖氣/水對(duì)濾料的剪切和摩擦強(qiáng)度也會(huì)由于濾層處于平衡狀態(tài)而有所降低，因此沖洗效果主要取決于第一階段[4]。
4. 1 反沖洗氣強(qiáng)度的確定
根據(jù)有關(guān)資料，氣反沖效率的影響明顯大于水沖強(qiáng)度變化的影響。因此，這里只考查了氣沖強(qiáng)度變化對(duì)反沖洗的影響。首先固定水沖強(qiáng)度，對(duì)比反沖洗氣強(qiáng)度在20 ～ 40 m3 /min 的氣沖效率，通過(guò)分析反沖洗液中的總固體含量來(lái)選擇控制范圍。
當(dāng)氣沖強(qiáng)度小于20 m3 /min 時(shí)，濾床無(wú)攪動(dòng)、膨脹現(xiàn)象，只是濾層中下段發(fā)生蠕動(dòng)，生物膜及雜質(zhì)的剝落僅通過(guò)水流的剪力和分散氣泡引起的小范圍濾料的碰撞摩擦作用，由水流的漂洗脫離濾床，因而老的生物膜未完全脫落，反沖洗液中的固體含量不高; 當(dāng)氣沖強(qiáng)度增加到20 ～ 30Nm3 /min 時(shí)，在濾層底部即可形成大氣泡，并以不連續(xù)的方式跳躍上升，引起整個(gè)濾層劇烈的碰撞摩擦，同時(shí)濾層出現(xiàn)流化置位現(xiàn)象，濾料在氣流的攜帶下有小部分流失，提高了去除效果; 由于污水場(chǎng)的風(fēng)壓達(dá)不到0. 45 MPa，因此無(wú)法考查當(dāng)氣沖強(qiáng)度增大到40 Nm3 /min 以上時(shí)的狀況，但根據(jù)氣沖強(qiáng)度在20 ～ 30 Nm3 /min 的狀況可以推斷出，當(dāng)氣沖強(qiáng)度增大到40 Nm3 /min 以上時(shí)，濾層會(huì)更加劇烈的流化脈動(dòng)，濾料將會(huì)在氣流的攜帶下流失。
圖4 不同反沖洗時(shí)間下反沖洗液總固體含量對(duì)比
4. 2 反沖洗周期的確定
在反沖洗強(qiáng)度一定的條件下，反沖洗周期與進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷、進(jìn)水懸浮物有關(guān)。當(dāng)曝氣生物濾池進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定后，摸索最佳的BAF 反沖洗周期。固定水反沖強(qiáng)度和氣沖強(qiáng)度，反沖洗時(shí)間為5 min，在反沖洗后分別間隔運(yùn)行4 h，考查BAF 對(duì)COD 的去除效果。
圖5 不同運(yùn)行時(shí)間BAF 對(duì)COD 去除率的對(duì)比
從上圖看，COD 的去除率在反沖洗后初期有明顯的上升趨勢(shì)，主要是因?yàn)榉礇_洗后微生物處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，其活性逐漸恢復(fù); 當(dāng)濾池運(yùn)行到中期(24 h) 時(shí)，COD 有較高的去除率; 但運(yùn)行到后期(48 h) 時(shí)，因截留的懸浮物和脫落的生物膜堵塞濾床而不利于溶解氧的傳輸，導(dǎo)致異養(yǎng)菌活性下降，去除效率下降。
為了達(dá)到較高的去除率，確定反沖洗周期為24 h。
4. 3 反沖洗時(shí)間的確定
這里所討論的反沖洗時(shí)間為氣水聯(lián)洗階段的時(shí)間。在BAF 反沖洗的過(guò)程中，水反沖洗強(qiáng)度、氣反沖洗強(qiáng)度和氣水同時(shí)反沖洗時(shí)間對(duì)反沖洗效果有較大的影響，而氣水同時(shí)反沖洗是氣水聯(lián)合反沖洗過(guò)程中最關(guān)鍵的一步。為摸索最適合的反沖洗時(shí)間，固定水反沖強(qiáng)度和氣沖強(qiáng)度，分別考查反沖洗時(shí)間為5 min、10 min 條件下BAF 對(duì)COD 的去除效果。
圖6 不同反沖洗時(shí)間BAF 對(duì)COD 去除率對(duì)比
從上圖可以看出，在同等采樣時(shí)間下，反沖5 min 比10 min 對(duì)COD 的去除效率更高; 同等去除效率的前提下，BAF 從反沖洗完成到出水正常時(shí)間，即BAF 的濾層恢復(fù)時(shí)間，反沖5 min 比10min 要短。這說(shuō)明反沖5 min 時(shí)濾料表層的有機(jī)活性生物膜層仍有適當(dāng)存余，反沖后濾層只需短暫的穩(wěn)定即可達(dá)到較高的COD 去除效率，而反沖10 min 則使生物膜幾乎全部沖脫，濾層的恢復(fù)僅依賴于生物膜的重新形成，因而速度較慢[3]。曝氣生物濾池反沖后的恢復(fù)速度決定于濾料上活性生物膜層的存在與否，因此確定反沖時(shí)間為5 min。
5 工程運(yùn)行結(jié)果
工程運(yùn)行幾個(gè)月后，曝氣生物濾池水力負(fù)荷達(dá)到3. 0 kg /m3˙d，反沖洗周期24 h 后，反沖洗氣沖強(qiáng)度控制在20 ～ 30 Nm3 /min ，氣水聯(lián)合沖洗5 min，對(duì)COD 有較高的去除效果，平均去除率高達(dá)51%。
6 結(jié)語(yǔ)
曝氣生物濾池內(nèi)填料的物理吸附和過(guò)濾截留作用及生物膜的生物氧化作用能夠高效去除污水中的有機(jī)物。曝氣生物濾池工藝已廣泛應(yīng)用于污水回用或者污水深度處理。在今后的運(yùn)行實(shí)踐中還需繼續(xù)摸索曝氣生物濾池與其它工藝優(yōu)化組合，進(jìn)一步發(fā)揮其高效的去污能力。
原標(biāo)題:曝氣生物濾池在煉油污水中的應(yīng)用
