曝气生物滤池工艺在城镇污水处理厂中的应用

曝气生物滤池工艺在城镇污水处理厂中的应用摘要：曝气生物滤池工艺具有运行可靠、出水水质好、占地面积小及运行能耗低的特点，因此，在污水处理中得到广泛的应用。

本文结合应用实例，介绍了曝气生物滤池工艺的工艺流程，对该工艺的实际运用及工艺运行特点进行了探讨，并对运行情况进行分析，以供大家参考。

关键词：污水处理；曝气生物滤池；设计参数；运行情况随着城市规模的不断扩大，城市人口也不断增长，城市工业也得到一定的发展，与之而来的就是污水排放的明显增加。

在污水处理领域中，传统的污水处理工艺基本能使出水水质达到要求，但是这些成熟工艺部分存在着占地面积大、运行能耗高等弊端。

曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，该工艺有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，具有出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点，近年来，在我国许多污水处理厂中得到广泛的应用。

1 工程概况某污水处理厂，总面积约5.21hm2，总投资7600多万，采用曝气生物滤池(BAF)工艺,设计处理量5×104m3Pd，现处理污水量为1×104m3Pd。

1 设计概况1.1 进出水水质进入污水处理厂的污水为市政生活用水及工业废水,处理后的污水用于农田灌溉,表1为进出水水质。

表1 进出水水质表mg/L1.2 工艺流程污水处理工艺流程：进水→格栅→曝气沉砂池→初沉池（初沉池→污泥→外排）→曝气生物滤池→气浮池（气浮池→污泥→外排）→消毒池→出水由四级提升泵和管径800mm的4km管线将污水送至厂区处理。

每个提升泵有3台潜水泵。

污水进入1号泵站,根据水量有3台闸板控制进入设有鼓式格栅机的3个过水廊道,经格栅过滤后的污水流入蓄水池,再由潜污泵输送到2号泵站,污水再经3号泵站、4号泵站提升到厂区处理。

进入厂区的污水先经过齿耙式格栅机,过滤的污水由重力作用流进曝气沉砂池,再进入配水井,通过调整启闭机向A、B2个初沉池配水,经过初沉处理的污水进入曝气池的进水浑水廊道,由设于廊道的闸板控制使待处理污水进入3个平行的曝气生物滤池,通过调节曝气量、污水停留时间使水质达标,经曝气生物滤池处理后的污水通过管线流入涡凹气浮池,通过加混凝剂、助凝剂、气浮机气浮、链条刮渣机刮渣,将水中的悬浮有机物除去。

最后流入接触消毒池在消毒池加入氯气杀死水中的细菌、病毒。

再由5号泵站将处理的污水泵到6号泵站5000m3的蓄水池,一部分用于绿化,另一部分由6号泵站送至高位水池进行高程地区的绿化。

2 主要构筑物设计参数2.1 格栅室安装2台机械格栅,采用循环式齿耙清污机,栅条间隙10mm,格栅宽1000mm,单台设计流量0.29m3Ps。

污水由2条格栅渠进入格栅室,格栅渠宽1.0m,渠深2.0m,水深1.5m。

格栅所拦截的污物填埋处理。

2.2 曝气沉砂池曝气沉砂池设1组,池宽 3.0m、长9.0m、有效水深 2.0m、设计流量2083.3m3Ph、有效停留时间1.5h、水平流速0.1mPs,曝气沉砂池上设有1套桥式移动式吸砂机,吸砂机将砂粒提升后送往设在砂水分离室内的螺旋分离器进行脱水后,通过螺旋输送器运走,滤液通过排水管进入初沉池,曝气沉砂池采用空气管曝气,孔径0.6mm,总需气量7.0m3Pmin,采用罗茨鼓风机。

2.3 初沉池初沉池采用中心进水,周边出水的辐流式沉淀池,设2座。

单座设计处理能力为1041.6m3Ph,每座直径30m、表面负荷1.5m3P(m2•h)、沉淀时间2.3h、有效水深3.5m。

每座沉淀池设有1套周边传动刮泥机,刮泥机将沉淀在池底表面的沉淀物刮至泥斗后,在重力作用下排至污泥泵区。

沉淀池表面的浮渣,由刮泥机的浮渣刮板刮入浮渣槽。

2.4 曝气生物滤池曝气生物滤池共3座,单座设计流量694.4m3Ph、BOD5污泥负荷0.3kgP(kg•d)、水力停留时间1.1h、污泥浓度10gPL、气水比6B1。

每座滤池分为3格,每格池深8.7m、宽6m、平均有效水深6m。

采用廊道布水,每座进水处设有闸板,可以适应于不同水量负荷。

滤料采用SNP-3型生物填料,滤料投加比为填充层的70%,共计990m3。

2.5 涡凹气浮系统(CAF)涡凹气浮系统用独特的曝气机将水面上的空气通过管道把空气转移到水中,并由曝气机散气叶轮的高速旋转而产生的3股剪切作用把空气粉碎成微气泡,每台曝气机溶气能力可达28132LPs；同时,由于底部叶轮高速旋转的抽真空作用,气浮池底部独特的回流管能实现30%～50%废水的自动回流,故涡凹气浮又称空穴气浮。

具有投资省、效率高、占地小、操作简单、运行费用低、安装方便、无噪声、应用范围广等优点。

2．6 加氯间由于污水处理厂运行期在夏季6个月,是流行病易爆发的季节。

为了避免残留病源菌对人体带来的危害,同时兼顾处理厂出水用于荒山绿化,增长植被的目的,设计最大投氯量5mgPL,最大投加量250kgPd。

采用自动加氯机和水射器自动投加。

3 工艺特点(1)采用新型SNP生物填料。

污水厂采用新型SNP生物填料,SNP生物填料是一种由特制树脂制成的球状填料,有网格外壳,纤维丝球体和通心多孔柱体组成,SNP填料具有以下的特点:①由特制的树脂制成,亲水性强,固膜效果好,提高污泥浓度。

②其独特的立体结构使得单元填料中同时具有好氧、缺氧和厌氧3种微生物环境,既可以进行有机物的好氧分解,氮化物的硝化,磷的吸收,又可以进行厌氧分解、酸化、反硝化以及磷的释放等一系列过程。

③处理效率高,产泥量少。

填料内部厌氧,缺氧区的形成,使得部分有机物可通过兼氧和厌氧去除,因而系统需氧量减少。

此外,剩余污泥产量降低,也减少了污泥自身氧化所需的氧量。

④填料在反应池呈不断运动状态,填料表面更新快从而增加了微生物与营养物的接触机会,并可将微生物的代谢产物尽快的输走,为微生物的生存提供了极佳的条件。

⑤填料在水中不断的运动,对气泡有明显的重复切割作用,从而使水中溶解氧的浓度增加,氧转移速率增大,填料不断的运动和气泡冲击使填料得到连续不断地冲洗,从而防止了填料的堵塞,并保持了细菌的高度活性。

(2)工艺流程简单、节省空间和占地面积。

BAF反应器容积仅为传统活性污泥法的1P3～1P5,其后不用设二沉池,无污泥回流和控制污泥指数等问题,整个系统占地面积比传统活性污泥法节省20%～30%。

(3)易于操作管理。

曝气生物滤池抗冲击负荷能力强,耐低温,无污泥膨胀,可以避免微生物流失,保持较高的微生物量。

因此,日常运行管理简单,处理效果稳定。

(4)处理设施可间歇启动运行。

由于大量的微生物附着生长在粗糙多孔的填料内部和表面,可以保持一定的微生物活性。

因此,有利于系统的恢复启动。

(5)基建投资高、动力消耗多、运行费用高。

由于该厂处于地势不平,基建投资大且需要管线投入及各级泵站的动力耗能多,所以BAF法在该厂运用并没体现出基建投资省、动力消耗少、运行费用低的特点。

4 处理效果4.1 NH3-N曝气生物滤池对NH3-N 的去除效果见图2。

图2 对NH3-N 的去除效果。

运行时间/d图2 对NH3- N 的去除效果由图2 可知, 在进水COD 负荷为1. 18～ 5. 57kg/ (m3.d) 、NH3-N 负荷为0. 26～0.63 kg/ (m3.d) 时, 曝气生物滤池出水的氨氮含量< 3~ 16 mg/L, 对NH3- N 的平均去除率为81. 4% 。

滤速为1、2 m/ h 时反应器对NH3 -N 的去除率没有明显变化, 其中在运行的第17 天由于改变滤速而引起处理效率下降, 但是很快在一个过滤周期内即恢复到原有水平, 这说明在一定的负荷条件下滤速对硝化的效率影响较小, 但在较高滤速下的出水水质相对更稳定一些。

4.2 TN试验期间系统对TN 的去除效果见图3。

运行时间/d图3 系统对TN 的去除效果图 3 系统对TN 的去除效果由图 3 可知, 在进水TN 负荷为0. 28～0. 63kg/ (m3.d) 、滤速为1～2 m/ h 的条件下, 曝气生物滤池对TN 的去除率可达60% 左右, 出水TN 为12. 33~ 19. 46 mg / L。

提高滤速对TN 去除率有一定的影响, 其原因可能是提高滤速则相应地增加了曝气量, 从而抑制了反硝化细菌的活性。

4 运行情况根据有关部门2004-08-10对该厂进行监测的数据表明,pH、色度、悬浮物、CODCr、BOD5经BAF工艺处理后,5项污染物浓度均达到了《农田灌溉水质标准》6(GB5084-92)。

具体处理效果见表2。

表2 污水厂污水处理效果对污水引灌区土壤和非灌区土壤中重金属含量监测结果见表3。

从表3中可看出,雅山污水处理厂引灌区土壤中重金属浓度与非灌区土壤相比,均略有增高,但低于5土壤环境质量标准6(GB15618-1995)中二级标准。

表明经过污水处理厂处理过的污水进行灌溉没有对引灌区土壤造成明显影响。

表3 污水处理厂引灌区土壤的监测mg/kg5 结束语总之，该污水处理厂在应用曝气生物滤池工艺后，取得了较佳的运行效果，并通过不断的改进和优化，该工艺已十分完善，运行稳定，出水指标理想。

但是，该工艺的自动化程度较高，对管理人员的技术水平要求较高，因此，在实际应用中需要注意对管理人员的技术培训，这样才能取得更好的效果。

参考文献[1] 梁彦秋张显龙邵红王坦刘阳孙晓东，两段曝气生物滤池工艺在沈阳仙女河污水处理厂的应用[J].环境工程,2005.02[2] 姬克宁, 曝气生物滤池工艺在大庆市八百垧污水处理厂的应用[D].吉林大学,2010年注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。