曝气生物滤池在逸仙园污水处理厂中的应用

摘要：逸仙科学工业园位于天津市武清区，是天津经济技术开发区管委会下属的工业园区，主要业务是土地开发及招商引资。为了完善园区的投资环境并符合天津市下发的津环保法〔2006〕126号文件要求，拟建规模为1万吨/日的污水处理厂，于2006年10月取得了立项批复。根据国家环保总局于2005年下发《关于严格执行的通知》（环发（2005）110号）中规定：“北方缺水地区应实行中水回用，城镇生活污水处理厂执行《标准》中一级标准的A标准；其他地区若将城镇污水处理厂出水作为回用水，……也应执行此标准。”故确定本厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

关键词：曝气生物滤池、逸仙园污水厂

中图分类号： TV664 文献标识码： A

根据天津经济技术开发区环境保护监测站对区内的泵站污水的抽查数据报告及近期抽查检测报告的理论分析和参考其他类似工程，确定进水水质为：

CODcr： 300mg/L

BOD5： 120mg/L

SS： 120mg/L

TN： 30mg/L

NH3-N： 20mg/L

总磷TP： 3mg/L

目前，城市污水的处理技术发展较快、类型较多，除一直使用范围广泛的传统活性污泥法外，近年来国内外应用较多的有氧化沟法，A/O法，A2/O法，A-B法，SBR法，曝气生物滤池和MBR等，为了选择最合适的处理工艺，有必要按照使用条件，排除对本工程不太适用的处理工艺后，再对适用的处理工艺方案进行对比和选择。

一、方案选择确定的原则

1、采用成熟可靠并具有针对性的污水处理、污泥处理与回用水处理工艺技术，在常年处理运转中要保证出水所要求的处理程度，保证处理效果稳定，技术成熟，经济可行。

2、运转管理方便，运转方式灵活，并根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度的发挥处理装置和构筑物的处理能力。

3、工艺先进，便于实现处理工艺运转的自动控制，以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。同时要特别注意根据逸仙园污水处理厂进水水质特点和具体情况，有针对性地进行选择。

二、比选工艺的确定

普通活性污泥法产生的污泥不够稳定，需进行污泥稳定处理，对于中小型污水处理厂，这部分投资和运行费用偏高，且不具有脱氮功能。AB法是两阶段曝气、两次排泥，显得工艺复杂，管理难度大，且一般适用于高浓度污水。AO或A²O工艺一般适用于大型污水处理厂、用于小型污水处理厂有能耗高、占地大等一系列缺点。SBR工艺和氧化沟工艺虽然适用于小型城市污水处理厂，但是要使出水指标稳定在《排放标准》一级A标准有一定困难，均需要在处理流程后增加后续深度处理工艺，使整厂工艺流程复杂化，运行控制管理等也相应复杂，前述几个工艺也有相同问题。综上所述，这几种均不适用于本厂。且从工程总投资和运行管理费用来说，曝气生物滤池占有明显优势，总投资更低，运行管理费用不高。而且污水处理厂出水现阶段主要用于园区的绿地浇洒、道路冲洗和景观河道等，曝气生物滤池工艺出水即可满足要求，更高的出水指标就显得有些浪费。因此，针对本园区具体情况，将曝气生物滤池作为本厂的污水处理工艺。

三、曝气生物滤池特点

曝气生物滤池作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具有以下特点：

1、具有较高的生物浓度和较高的有机负荷

曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料，为生物膜提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/L），高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大，进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大大降低。

2、工艺简单、出水水质好

由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过10mg/L，因此可省去二沉池，进而降低基建费用。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。出水不但可以满足排放标准，同时可作为生产回用水。

3、抗冲击负荷能力强

由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不像传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题。

4、氧的传输效率高

曝气生物滤池中氧的利用率可达20％～30％，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：①因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；②气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；③理论研究表明，曝气生物滤池中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供气量。

5、易挂膜、启动快

曝气生物滤池调试时间短，一般只需7～12天，而且不需要接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。曝气生物滤池在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在短时间内恢复正常运行，因此曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

6、菌群结构合理

传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在曝气生物滤池中从上到下形成了不同的优势菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。

7、自动化程度高

由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶解氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供气量，做到优化进行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

8、脱氮效果好

通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且具有好氧脱氮功能。

四、曝气生物滤池的优越性

1、占地面积小：由于不设二沉池，且水力负荷、容积负荷高，可在短时间内对污水进行快速净化，故占地面积小，与氧化沟工艺技术相比，节约占地70%以上，特别适合在寸土寸金的城市中使用。

2、处理效率高，出水水质好，截污容量大，对氨氮去除效率高。在曝气生物滤池中，由于滤料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超过10mg/L。因周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄（一般为110μm左右），活性很高。高活性的生物膜可吸附、截留难降解的物质。

3、过滤周期长，反冲洗耗水量少，反冲洗效果佳；

4、运行费用省。由于采用了这种新型微生物附着污水处理技术—集高效的生物氧化和截留悬浮物于一体，故使得这种工艺有机物容积负荷高，水力负荷大、水力停留时间短，出水水质好，运行效率高费用低；

5、采用冲洗配水配气、供氧曝气一体化的多功能滤管布水布气设备，不需另外设置单独的曝气设备，曝气均匀、效果好、且不会产生堵塞，无需维护；

6、土建结构简单，施工方便；

7、闭池反冲洗，不会产生滤料流失：采用翻板阀作为曝气生物滤池的排水设备，反冲时关闭翻板阀，闭池反冲洗。当反冲水液面上升至接近溢流堰位置时，停止反冲洗，静置约20s时间，待滤料沉降后再开启翻板阀排出反冲洗水，即可达到避免滤料流失的目的。

五、结论

（1）在一级A标处理工艺中，首先考虑工艺的经济型和实用性，选用技术先进、施工方便、占地小、出水水质好、运行费用低、自动化程度高的处理工艺；

（2）曝气生物滤池具有占地小、处理效率高、出水水质好、反冲洗效果好、运行费用低、土建结构简单、自动化程度高等多方面的优点；

（3）由于采用特有的技术核心和结果特点，曝气生物滤池在污水处理厂一级A工艺上的应用是可行并可靠的，并具有广阔的发展前景。