探索生物滤池在污水处理中的应用

摘要：随着我国经济的快速发展，各地污水处理问题日益严重。既能发挥污水处理的功能，同时还能做到节省投资、保证质量的生物滤池技术得到了越来越多的重视和应用。本文结合某生物滤池工程情况，对于其在污水处理中的应用进行了探讨，以期能为所需者提供借鉴。

关键词：生物滤池；污水处理；应用

中图分类号： U664 文献标识码： A

生物滤池能够有效地去除COD、BOD、硝化、脱氮、除磷等,集中了截留悬浮固体和生物氧化为一体，节省后续沉淀池建设。生物滤池水力负荷和容积负荷都较大，水力停留的时间还比较短，运行能耗低，出水质好，基建投资少。

一、生物滤池原理

生物滤池的原理为：在滤池中装一定数量的小粒径滤料，通过滤料表面的生物膜和滤池中的曝气，让滤料产生高浓度生物量，发挥其强氧化降解能力来实现污水的快速净化。同时，污水流经时滤料为压实状，通过小粒径及生物膜生物絮凝截留污水中悬浮物，并保证脱落生物膜不随水漂出。运行一段时间后，因为水头损失增加，需要对滤池作反冲洗，以便于更好地释放截留的悬浮物来更新生物膜，这称之为反冲洗。

二、工程实例

1、工程概况

某污水处理厂设计规模是80 000 m3/d，污水的总变化系数是1.3。工程在进行设计时，采用了前置反硝化生物滤池配水解沉淀池再加曝气生物滤池的方式，其出水水质需要达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A级标准的要求。污水处理厂在投产之后，各项数据运行都比较稳定，出水水质很好的满足了国家对于外排水水质的要求标准。

2、设计进出水水质

设计进出水水质见表 1。

表1设计进出水水质

3、工艺流程

具体工艺流程如图 1。

图1 工艺流程示意图

原水通过一期的泵房提升到二期中、细格栅间，再经过格栅去除掉污水当中的大于2 mm的漂浮物和悬浮物，之后栅渣直接进入到压榨系统，出来后直接外运，而压榨之后的污水则直接排入到厂区的下水系统当中。污水通过格栅系统进入到旋流沉砂池当中，污水中砂经气提装置再进入到砂脱水系统中，旋流沉砂池出水再加药搅拌进而进入到水解沉淀池，水解沉淀池的主要功能是有效地降解污水中大分子有机物，将其降解为小分子有机物，提升污水可生化性。同时，水解沉淀池能够通过排泥的方式去除掉污水中的部分有机物。水解沉淀池经集水槽均匀出水，为DN反硝化滤池直接配水，而污水在DN反硝化滤池中经硝化回流液增加大量NO3-N，并在反硝化菌作用下把污水中亚硝态氮和硝态氮转成N2去除，SS经滤料截留及反冲洗方式去除。DN反硝化池出水进入CN生物滤池，在生物滤池内有效去除污水中的COD、NH4+-N、BOD等大部分有机物。污水中SS也可以经过反冲洗的方式作进一步去除，最后，使用紫外线对污水大肠杆菌消毒，达标之后就可以排放了。

4、监测结果

监测进出水水质见表2。

表2监测进出水水质

三、生物滤池特点

1、具有的优点

3.1.1较强的抗冲击力

介于滤料具有较高的比表面积，如果外加的有机负荷增加，则滤料表面所具有的高生物活性生物膜微生物能够快速的繁殖。此外，生物滤池整体的缓冲能力让生物滤池受水量水质变化的影响不大。正常2-3倍负荷短期冲击下运行，其出水质出现的变化也较小。

3.1.2处理能力强

对于一些细小的填料颗粒而言，它们提供了较大的比表面积，让单位体积滤池内有着较高的生物量。同时，填料上生物膜较薄，膜的活性还比较高，从而让该工艺有着高容积负荷和高水力负荷。生物滤池既可以有效地去除BOD 、COD，同时还可以很好的截留 SS，去除 NH4+-N等，净化功能可谓多样。

3.1.3挂膜容易，快启动

如果水温介于10-15 ℃，则生物滤池在2-3周的时间就能有效地完成挂膜。如果暂时不使用，也可以对其进行关闭，关闭后滤料表面生物膜也不会死亡，再次使用时进行通水曝气，则能在短时间内快速恢复，适合水量有较大变化的地区进行污水处理。

3.1.4出水质高

滤料表面的高活性生物膜能够高效去除BOD、COD及NH4+-N等有机污染物，同时填料自身所具有的截留和表面生物膜生物絮凝，可以很好的截留、吸附部分难降解物质及去除SS，从而让处理之后有较好的水质。经消毒处理，水质完全能够达到住建部所颁布的《生活杂用水水质标准》中有关规定的要求，可以直接回用。

3.1.5结构模块化

对于生物滤池，其采取模块化的结构，让运行管理更为方便，利于维护以及后期改扩建。组合其他传统工艺一起使用，技术改造老厂，避免无谓的资源浪费。同时，还能组建封闭式厂房，降低臭气、噪声给环境带来的影响，有着较好的视觉景观。

3.1.6占地投资少

该工艺的过滤和生化反应都在一个单元中处理，装置结构较为紧凑，也就不再需要二次沉淀池。此外，生物膜的高活性和高数量让它可以在短时间的停留时间内快速净化污水，为此其所需要的生物处理体积和面积都比较小，有效地节约了占地面积，也节省了基建的投资。

2、具有的缺点

3.2.1反冲洗

对于生物滤池而言，其需要做定期的反冲洗，清洗掉滤池中截留下来的SS，同时对生物膜进行更新。在进行反冲洗的操作时，因为短时间内会有一个较大的水力负荷，这样会让反冲出的水直接回流到初沉池，对初沉池带来较大的负荷冲击。所以，该工艺虽省去了一个二沉池，但还另需设污泥缓冲池，以此来降低对初沉池的负荷冲击。

3.2.2预处理

为了能够让生物滤池可以在比较短的水力停留时间中处理较高的有机负荷，同时还能发挥截留SS的功能，其所使用到的填料粒径通常都较小，如果有较高的进水SS，则会让滤池在短时间内达到设计水头损失，进而出现堵塞导致频繁反冲洗，这样会带来运行费用的提高和管理的不方便。所以，进水SS有较高的要求，需对进水作预处理。

3.2.3水头损失大

相比较于其他的各类废水处理工艺，生物滤池水头损失较大，对废水总提升高度也就大。

3.2.4滤料流失

设计或运行管理出问题会导致滤料随水流失等。

四、生物滤池运行效果的影响因素

1、温度

作为生物滤池整个的核心，生物膜是生物膜反应器能够有效、稳定运行的基础。生物滤池中的异养微生物可以快速的形成生物膜，但却会受到温度的影响。在低温的环境下，生物能够有效地利用有机基质浓度不受限，异养细菌生物量能增长，但增长比较缓慢。温度影响生物滤池的硝化作用，特别是对于短程硝化反硝化，其影响并不和悬浮生长反应器一样。因为在生物滤池反应器里，溶质呈现扩散传递，并符合动力学的特性，此为硝化作用的控制因素。试验发现，20℃是反应的临界温度，如果温度在20℃以下，则反应器氨氮去除率仅为25％，而如果温度达到20℃，氨氮去除率则升到68％，但温度如果再升高，氨氮去除率的增长就相对比较缓慢了。

反冲洗

生物滤池作为一种污水再生工艺，其集中了生物膜的滤层截留功能和强氧化降解能力为一身，适合大规模回用、高效、低耗。在使用一段时间之后，滤层需反冲洗再生，而反冲洗的过程需要释放截留的悬浮物，但又不能损害并更新生物膜，所以，反冲洗也就成为了生物滤池保证运行功效的关键。其实，反冲洗过程并没有过多理论依据，其从再生效果出发，一方面需要恢复过滤的能力，同时还要能够保证填料表面仍附有足够生物体，让滤池能够有效地满足下一周期的净化处理。

五、结论

生物滤池在达到污水处理的目的的同时，还节约了二沉池的投资，处理工艺更为简单。同时，其有机负荷高、基建投资少、水力停留短、能耗低、出水水质好等优点，必然会让它在我国现如今污水处理行业技术不高、资金不足而环境要求越来越高的现状中发挥其重要作用。

参考文献：

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[3] 章祖良.MBR膜生物反应器在污水处理中的发展及应用[J].科技资讯.2011(04)