曝气生物滤池工艺流程图

曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）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。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。

一、基本原理

BAF生物曝气滤池，主要由颗粒生物填料床、曝气系统、反冲洗系统三部分组成。

颗粒状生物滤料（陶粒），表面粗糙，比表面积大，并渗入活性酶在滤料上附着生长高浓度的专性微生物膜，这些专性微生物以污水中的有机物作为氮源、碳源及能量来源而生长繁殖，通过其新陈代谢降解水中的污染物。

污水自上而下进入生物曝气滤池，空气从填料床下端进入，在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化／硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分BOD5在此得以降解，浓度逐渐降低。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼起过滤的作用。随着处理过程的进行，存滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥。这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。

在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。BAF生物曝气滤池以其储存在加氯消毒池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。

河南农业年第期NNNONGY河南省农村能源环境保护总站主办

曝

气

生

物

滤

池及

生

物

滤

料

技

术

一、曝气生物滤池(一)曝气生物滤池机理及工艺特点曝气生物滤池技术首先被用作三级处理,后来发展成直接用于二级处理。曝气生物滤池是在普通生物滤池的基础上,并借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺。随着研究的深入,从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺,具有去除SS、CODcr、BOD、硝化、脱氮除磷、除去AOX(有害物质)的作用,其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续二次沉淀池,在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外,曝气生物滤池工艺具有有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低,同时该工艺出水水质高等特点。曝气生物滤池属第三代生物膜反应器,不仅具有生物膜工艺技术的优势,同时也起着有效的空间过滤作用,通过使用特殊的滤料和正确的配气设计,曝气生物滤池具有以下工艺特点。1、上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件,即使采用高过滤速度和负荷,仍能保证曝气生物滤池工艺的持久稳定性和有效性。2、采用气水平行上向流,使得气水进行极好均分,防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象,氧的利用率高,能耗低。3、采用气水平行上向流,使空间过滤能被更好的运用,空气能将固体物质带入滤床深处,在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质,从而延长了反冲洗周期,减少清洗时间和清洗时用的气水量。4、与下向流过滤相反,上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件,可以更好地避免形成沟流或短流,从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱。5、滤料层对气泡的切割作用使气泡在滤池中的停留时间延长,提高了氧的利用率。6、由于滤池极好的截污能力,使得曝气生物滤池后面不需再设二次沉淀池。(二)曝气生物滤池的基本类型目前工程中曝气生物滤池的使用形式可以分为三大类,即下向流曝气生物滤池,上向流生物曝气滤池,上向流运行、下向流反冲式曝气生物滤池。目前应用比较多的为上向流生物曝气滤池。曝气生物滤池主要有以下三种基本类型。1、BIOCARBONE生物滤池。BIO-CARBONE工艺在一个池内同时实现生物膜的生物处理技术和过滤澄清的物理处理技术,适用于市政污水和工业废水的处理,对于去除COD、硝化/反硝化都有较好的效果。BIOCARBONE生物滤池结构如图1所示。填料采用密度比水大的膨胀板岩,结构类似于普通快滤池。待处理的污水从滤池顶部流入,下向流流出滤池,在滤池中下部进行曝气,气水处于逆流接触。在滤池中有机物被BIOCARBONE生物滤池结构示意图微生物氧化分解,NH4-N被氧化成NO3-N,另外由于在生物膜内部存在厌氧/兼氧环境,因此在硝化的同时能实现部分反硝化。在无脱氮要求的情况下,滤池底部的水可直接外排,一部分留作反冲洗之用;如果有脱氮要求,出水需进入下一级后置反硝化柱,同时需外加碳源。一般情况下在单个BIOCARBONE滤池中不能同时取得理想的硝化/反硝化效果。随着反应的进行,截留的悬浮物(SS)及脱落的生物膜不断增加,固体物质在滤层上部形成表面堵塞层,阻止气泡的释放,使生物滤池的水头损失不断的增加,当达到极限水头损失,此时应立即进行反冲洗再生,以去除滤床内过量的生物膜SS,恢复处理能力。该系统采用气水联合反冲洗,水气交替单独反冲,最后用水漂洗。反冲洗水为经处理后的达标水,反冲洗水从滤池底部进入上部流出,反冲空气来自底部单独的反冲气管,反冲时关闭底部进水和工艺空气。在反冲洗过程中,滤层有轻微的膨胀,在气水对填料的流体冲刷和填料间相互摩擦下,老化的生物膜与被截留的悬浮物与填料分离,随着反冲洗排水一起排出生物滤池,并被回流至预处理部分进行分离。2、BIOSTYR生物滤池。随着曝气生物滤池技术的不断发展,法国OTV公司对原有的BIOCARBONE生物滤池进沼气与生态

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，于90年代‎初得到较大‎发展，最大规模达‎几十万吨每‎天，并发展为可‎以脱氮除磷‎。

1简介 曝气生物滤‎池

Biolo‎gical‎ Aerat‎ed Filte‎r

原理示意图‎

该工艺具有‎去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX‎（有害物质）的作用。曝气生物滤‎池是集生物‎氧化和截留‎悬浮固体一‎体的

新工艺‎。 2‎

①一次性投资‎比传统方法‎低1/4；②占用面积为‎常规工艺

的‎1/10～1/5，运行费低1‎/5；③进水要求悬‎浮物50～60mg/L，最好与一级‎强化处理相‎结合，如采用水解‎酸化池；④填料多为页‎岩陶粒，

直径5mm‎，层高1.5～2m；⑤水往下、气往上的逆‎向流可不设‎二沉池。 曝气生物滤‎池与普通活‎性污泥法相‎比，具有有机负‎荷高、占地面

积小‎（是普通活性‎污泥法的1‎/3）、投资少（节约30%）、不会产生污‎泥膨胀、氧传输效率‎高、出水水质好‎等优点，但它对进水‎SS要求

较‎严（一般要求S‎S≤100mg‎/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水‎需要进行预‎处理。同时，它的反冲洗‎水量、水头损失都‎较大。

曝气生物滤‎池作为集生‎物氧化和截‎留悬浮固体‎于一体，节省了后

续‎沉淀池(二沉池)，具有容积负‎荷、水力负荷大‎，水力停留时‎间短，所需基建投‎资少，出水水质好‎：运行能耗低‎，运行费用少‎的特点。

3 BIOST‎YR工艺

BIOST‎YR是法国‎OTV公司‎的注册水处‎理工艺技术‎，由于采用新‎型

轻质悬浮‎填料--BIOST‎YRENE‎（主要成分是‎聚苯乙烯，且比重小于‎1g/cm3）而得名。下面以去除‎BOD、SS并具有‎硝化脱氮功‎能的反应

器‎为例说明其‎工艺结构与‎基本原理。 BIOST‎YR工艺是‎一种上流生‎物滤池，是一种运行‎可靠、自动化程

曝气生物滤池（BAF）工艺在污水处理厂中的设计

摘要：曝气生物滤池（BAF）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，在如今城市污水严重污染的情况下，这种工艺得到了广泛的应用。本文主要谈谈曝气生物滤池（BAF）工艺在污水处理厂中的设计。

关键词：BAF工艺；污水处理厂；应用；设计

1.曝气生物滤池（BAF）工艺的一般设计要求

曝气生物滤池工艺应用于污水处理厂设计中，需满足以下设计要求：

（1）曝气生物滤池应根据处理水量的大小合理分格，每级滤池不应少于两格，当一格滤池反冲洗时，应考虑其余格滤池须通过全部流量；同时当一格滤池反冲洗时，需要考虑其余格滤池出水或反洗清水池储水是否能提供足够的冲洗用水量；单格滤池面积不宜大于100m2。

（2）曝气生物滤池多格并联时宜采用渠道和堰配水，不宜采用压力管道直接配水。

（3）曝气生物滤池工艺曝气与反冲洗用气设备、管路宜分开设置。

（4）滤料填装高度宜结合占地面积、处理负荷、风机选型和滤料层阻力等因素综合考虑确定，陶粒滤料宜为2.5m～4.5m。清水区高度应根据滤料性能及反冲洗时滤料膨胀率确定，陶粒滤料宜为1.0m～1.5m。

（5）曝气系统采用单孔膜空气扩散器布气，单孔膜空气扩散器的布置密度应根据需氧量要求通过计算后确定；单个曝气器设计额定通气量宜为（0.2～0.3）m3/h，每平米滤池截面积上单孔膜空气扩散器布置数量不宜少于36个；采用穿孔管时孔口设计流速不宜小于30m/s。

（6）BAF系统采用长柄滤头布水，长柄滤头安装于滤板上，其布置密度反硝化生物滤池不宜小于49个/m2，其它曝气生物滤池不宜小于36个/ m2，并考虑滤头水头损失及堵塞率。

2.曝气生物滤池（BAF）工艺的流程选择及设计

2.1单级碳氧化/硝化BAF工艺的设计

当设计中要求降解污水中含碳有机物并对氨氮进行部分硝化（硝化率60%以下）时，宜采用单级碳氧化/硝化曝气生物滤池工艺流程，具体流程图见图1：