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成版人快猫永久破解版曝氣生物濾池(BAF)的現狀與發展

曝氣生物濾池(BAF)的現狀與發展

作者:江西璞境環保科技有限公司 時間:2019-09-25

曝氣生物濾池是一種將生物氧化機理與深床過濾機理有機結合的新型污水生物處理技術。本文對曝氣生物濾池的工藝原理、工藝特點、工藝形式以及工藝效能進行了綜合評述,并提出了曝氣生物濾池今后的研究方向。??? ??關鍵詞:曝氣生物濾池;現狀;近年來隨著城市建設和工業的發展,城市用水量急劇增加,大量不達標污水的排放不僅污染了環境和水源,更加重了水資源的日益短缺和水質的日益惡化,從而導致生態環境的惡性循環。因此,尋求經濟高效的污水處理技術,對促進污水回用的發展和水環境的恢復有著現實和深遠的意義。?? ??生物法是污水處理的基本方法,然而傳統污水生物處理工藝不可避免的具有占地面積比較大、處理系統復雜、運行管理難度大、處理效能低下等缺點,而且隨著城市發展步伐的加快及城市區域的拓展,污水處理設施離城區越來越近,有的甚至建在城區,污水處理廠的土 ? 地使用也受到嚴格的限制。在這種背景下,生物過濾的思想被引入到污水處理中來,于是占地面積小、出水水質高、投資省、抗沖擊負荷能力強、具有模塊化結構并可自動化操作的曝氣生物濾池(?Biological?Aerated?Filter,?BAF)就應運而生了。????1?曝氣生物濾池工藝原理及其特點????1.1?工藝原理?? ??曝氣生物濾池是將接觸氧化工藝和懸浮物過濾工藝結合在一起的污水處理工藝,其工藝原理為在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料,濾料表面生長著生物膜,濾池內部曝氣,污水流經時,由于濾料上附著高濃度生物膜量,利用其強氧化降解能力快速降解廢水中的污染物。同時,利用濾料粒徑較小的特點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隨水漂出,由此達到凈化廢水的目的。隨著過濾的進行,由于濾料層內生物膜逐漸增厚,懸浮固體不斷積累,過濾水頭損失逐步加大,在一定進水壓力下,設計流量將得不到保證,此時應進行反沖洗再生以去除濾床內過量的生物膜及懸浮固體,恢復濾池的處理能力。曝氣生物濾池屬于附著生長固定膜生物反應器,在其填料上可發生有機物的代謝過程,還可以將生物轉化過程產生的生物污泥和進水帶入的懸浮物進一步截流在濾池內,起到生物過濾的作用。????1.2?工藝特點?? ??曝氣生物濾池雖是生物膜處理方法的一種,但與傳統生物濾池相比,仍具有明顯特點:?? ??(1)BAF采用的粗糙多孔的小顆粒(如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、聚苯乙烯濾料等)填料作為生物載體,可在填料表面保持較高的生物量(可達10~15?g/L)?,易于掛膜且運行穩定。?? ??(2)生物相復雜,菌群結構合理,反應器內具有明顯的空間梯度特征,能耐受較高的有機和水力沖擊負荷,不同的污染物可以在同一反應器被漸次去除,同步發揮生物氧化作用、生物吸附絮凝和物理截留作用,出水水質好,可滿足回用要求。?? ??(3)區別于一般生物濾池及生物濾塔,在去除BOD、氨氮時需進行曝氣,但粒狀填料層具有較高的氧轉移效率,曝氣量低,運行能耗較低,? 硝化和反硝化效率高。?? ??(4)BAF濾池為半封閉或全封閉構筑物,其生化反應受外界溫度影響較小,適合于寒冷地區進行污水處理。?? ??(5)高濃度的微生物量增大了BAF的容積負荷,進而降低了池容積和占地面積,使基建費用大大降低。?? ??(6)濾池運行過程中通過反沖洗去除濾層中截留的污染物和脫落的生物膜,無需二沉池,簡化了工藝流程,采用模塊化結構設計,使運行管理更加方便。?? ??(7)反應器沿水流方向呈明顯的空間梯度特征?。????(8)減少了污水廠異味,無污泥膨脹問題,無需污泥回流。????2?常規生物濾池的分類?? ??近年來曝氣生物濾池發展迅速,工藝形式不斷推陳出新,?曾先后出現BIOCARBON、BIOSTYR、BIOFOR、BIOSMEDI、BIOPUR、COLOX等形式,其中BIOCARBON、BIOSTYR、BIOFOR、BIOSMEDI、BIOPUR是現代曝氣生物濾池幾種典型的運行工藝。其中,BIOSMEDI、BIOPUR?是曝氣生物濾池的新工藝。????2.1?BIOCARBON?工藝?? ??20世紀80年代末期,法國OTV公司在廢水處理領域開發出了BIOCARBONE?工藝,它屬于曝氣生物濾池的形式。該工藝采用密度比水大的膨脹板巖作填料,結構類似于普通快濾池。待處理的污水從濾池頂部流入,下向流流出濾池,在濾池中下部進行曝氣。在濾池中有機物被微生物氧化分解,NH4-N?被氧化成NO3--N?,另外由于在生物膜內部存在厭氧/兼氧環境,因此在硝化的同時能實現部分反硝化。在無脫氮要求的情況下,濾池底部的水可直接外排,一部分留作反沖洗之用;如果有脫氮要求,出水需進入下一級后置反硝化柱,同時需外加碳源。一般情況下在單BIOCARBONE?濾池中不能同時取得理想的硝化/?反硝化效果。?? ??BIOCARBONE?工藝的缺點是負荷不夠高,且大量被截留的SS集中在濾池上端幾十厘米處,此處水頭損失占了整個濾池水頭損失的絕大部分。同時納污能力不強,容易堵塞,運行周期短。????2.2BIOSTYR?工藝?? BIOSMEDI?是上海市政研究院的專利產品。對不同材質的濾料進行篩選,采用人工合成輕質顆粒濾料(粒徑一般在3~5?mm)。它具有來源廣泛、濾料比表面積大、表面適宜微生物生長、價格便宜、化學穩定性好、密度較小等一系列優點。?? ??濾池采用混凝土池壁或鋼制,分四部分:上部采用鋼筋混凝土蓋板(可預制)?封頂,用于抵消濾料的浮力及運行時的阻力,在蓋板上安裝倒濾頭,濾頭可從頂部拆卸,便于清洗;濾池中部是濾料層,其厚度及濾料的大小可根據實際情況確定;濾層下部是穿孔排泥管及布氣管,在濾池旁(也可在濾池下部)?增加一氣室;其底部通過連接通道與濾池主體相連,專門用于脈沖反沖洗。????3?曝氣生物濾池的效能????3.1?有機物和懸浮物的去除?? ??曝氣生物濾池內填料的物理吸附和過濾截留作用以及生物膜的生物氧化作用決定了池內SS和有機物的高效去除,國內外該領域的研究及應用也充分證明了上述觀點。Pastorelli?G.對中試規模的淹沒式生物濾池連續進行18個月的試驗研究表明BOD5和SS去除率均大于95%。Gilbert?Desbos在研究SS和COD的去除率同濾速之間的關系時發現,當負荷的增大并不是因為進水中更多的SS,而是由于更高的流量和低停留時間時,去除效率是相當穩定的,總的SS去除率在80%?~90%之間,而COD去除率在70%?~80%之間波動。??  ? ??3.2?氨氮的去除?? ??有關BAF硝化性能的研究已得到越來越多研究者的重視,通過優化運行參數BAF的硝化效率已得到了明顯的提高。J.Cromphout?利用上向流曝氣生物濾池處理含氨的富營養化水時,在氣水比1∶1,濾速?5.18m/h,溫度10℃以上條件下,硝化效率可達。R.Pujol?等通過對法國巴黎?Achresh?處理廠的上向流曝氣生物濾池兩年的研究認為,在濾速4?~6m?/h,?6~8?m?/h,?8~10?m?/h運行條件下,當?NH3-N?的容積負荷為?1.15kg?NH3-N?/m3??d時,曝氣生物濾池氨氮去除率始終保持在80%?~,濾速的提高不僅不是影響反應器硝化速度的限制因素,反而會對硝化有積極的促進作用。目前的研究表明,曝氣生物濾池的硝化性能與有機物濃度、溫度、停留時間等因素有密切的關系,因此硝化性能的研究有待進一步的深入。?? ??反硝化作用,由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物,使得反硝化得以進行。Pujol研究認為,反硝化采用外加碳源的辦法,在濾速為10?~?15?m?/h?時,?脫氮能力可達到。Pujol?還比較了前置反硝化和后置反硝化的優劣,認為反硝化過程應采用上向流的進水方式進行。Chen等研究生物過濾反應器與活性污泥反應器以及流化床的反硝化特性時,發現在不同水力條件下,反應器內微生物種群會發生一定的變化,但優勢種群―――桿菌屬基本穩定。????3.3?磷的去除?? ??單獨利用BAF的生物作用除磷是很難達到排放標準的,通常情況下需采取化學方法除磷。Gon2calves?進行曝氣生物濾池同步脫氮除磷的研究時發現,進水方式對磷去除效果影響不大。德國科隆污水處理廠采用曝氣生物濾池進行的同步硝化除磷實驗表明,曝氣生物濾池除磷率可達70%?,總磷可降至0.5mg/L。Pak等研究了利用2級生物濾池在交替好氧、厭氧條件下運行對污水中氮磷的去除情況,發現影響除磷的因素為COD/TP值和水力停留時間,好氧過程中產生的硝酸鹽和亞硝鹽對磷的釋放有一定影響。從目前研究可知,單純采用曝氣生物濾池除磷效果較差,如何在濾池中創造良好的厭氧、好氧環境有待進一步探討。????4?結論及展望?? 作為一種全新的污水生物處理技術,曝氣生物濾池近年來已經成為國內外的研究熱點。自20世紀80年代末以來,各種不同形式的曝氣生物濾池不斷推出,許多已經成功地應用于水處理實際,取得了很好的應用效果。隨著現代生物檢測技術和納米測量技術的發展,有關曝氣生物濾池處理機理的研究將有望取得突破,特別是在生物膜生長和生物膜活性的研究將成為近期的前沿課題。由于曝氣生物濾池具有很強的硝化反硝化能力,在污水的三級脫氮處理和微污染水源水的預處理中將得到廣泛的應用。采用合適的預處理技術與曝氣生物濾池組成新型一體化反應器,將為今后模塊化組合大規模應用曝氣生物濾池處理污水打下重要的基礎。通過采用改性處理的新型吸附型填料,可以大大強化曝氣生物濾池對某些難降解污染物的去除能力,從而在污水的處理和給水處理中發揮更大的作用。

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