曝气生物滤池研究应用进展及应用前景展望

Research Development and Application Prospect of Biological Aerated Filters (BAF)

Hu Enhua

（Ji'nan Engineering Vocational Technical College，Ji'nan 250200，China）

摘要： 文章总结了国内近几年对曝气生物滤池在污水处理、微污染源水预处理、污水深度处理及回用处理方面的研究进展和应用情况，同时提出了曝气生物滤池今后的研究方向。

Abstract: In this paper, the research development and application of biological aerated filters in wastewater treatment, micro-polluted source water pretreatment and recycle and treatment were summarized in recent years at home, meanwhile, theapplication prospect of biological aerated filters was put forward.

关键词： 曝气生物滤池 研究进展 应用前景

Key words: BAF: application development；application prospects

中图分类号：G31文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0316-02

0引言

曝气生物滤池（Biological aerated filter）是20世纪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，并发展为可以脱氮除磷。

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。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，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。

1曝气生物滤池研究应用进展

曝气生物滤池在我国的研究应用，整整比欧洲晚了近10～15年时间。近十多年来，国内很多学者及科研单位对BAF的结构形式、功能、启动、滤料和操作等方面进行了详细的研究，取得了很多成果，目前BAF正处于研究推广阶段。

为了适应不同的水质和拓宽应用范围，很多科研、工程技术人员对曝气生物滤池结构进行了研究改造。邹伟国等开发了一种适用于微污染原水预处理及污水深度处理的新工艺―BIOSMEDI滤池，它以轻质滤料为过滤介质，采用与填料相适应的独特滤池构造，同时采用脉冲反冲洗、气水同向流。该滤池具有滤料比表面积大、不易堵塞、滤层阻力小、滤速高、反冲洗耗水耗气小等优点。试验表明，该生物滤池在10℃以上时NH3-N的去除负荷?垌0.5kgNH3-NN/（m3・d）。对污水深度处理的实验表明，在水温为10℃以上时，进水的氨氮、溶解氧都正常的情况下，氨氮去除率可达0.5kg/（m3・d）以上，应用效果较好。

郭天鹏、汪诚文、陈吕军等人研究了上向流曝气生物滤池 （UBAF）深度处理城市污水的工艺特性，处理后污水在CODCr、BOD5、SS、NH3-N和浊度上完全达到了污水综合排放的一级标准。

雷国元的实验表明以陶粒为填料的曝气生物滤池在进水COD为120-338mg/L，NH3-N为30.0-53.6mg/L的条件下，可以使其出水达到城市生活杂用水的标准（CJ25.1-89）。

针低浓度生活污水，王立立等研究了在低曝气条件下、气水比、水力负荷、进水有机负荷、碳氮比、填料层高度等因素对曝气生物滤池容积负荷的影响。结果表明，在气水比为3：1，碳氮比为3～4，水力负荷为1.1m3/（m2・h）条件下，CODCr和NH3-N的去除率分别为97.37%和82.28%，出水有机物和NH3-N质量浓度分别为3.4mg/L和6.94mg/L。

当采用上向流曝气生物滤池（BAF）直接处理生活污水时，有研究表明当气水比在4:1～5:1，水力负荷在1.0～2.0m3（m2・h），进水有机物浓度在300～400mg/L左右时，有机物和氨氮的去除率都比较高。

2曝气生物滤池在国内的应用

近十多年来，国内的一些污水处理工程也采用了曝气生物滤池单元。编者经过多次的调研，考察了国内一些采用曝气生物滤池运行方式的污水处理厂，收集了针对曝气生物滤池运行机理的经验数值，具有一定的参考价值。

大连马拦河污水处理厂是我国第一个应用曝气生物滤池的污水处理厂，其水厂采用采用二级BIOFOR处理生活污水，设计进水水质为COD=480mg/L，BOD5=216mg/L，SS=350mg/L，NH3-N=40mg/L ，运行表明处理效果良好，出水水质达到我国新颁布的《城市污水再生利用-城市杂用水水质》标准。

江门市丰乐污水处理厂位于江门市蓬江区北部（北新区），主要处理该区的生活污水，该工程采用水解酸化池+反硝化生物滤池+ 曝气生物滤池的处理工艺，滤料设计选用轻质陶粒滤料，直径3～6mm，其出水BOD5、NH3-N含量分别为5.64mg/L、1.07mg/L，平均去除率为85.14%、93.80%，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。

辽宁盘锦市辽河石油勘探局下属企业辽河油田机械修造公司红村污水处理工程，采用上向流曝气生物滤池处理工艺处理生活污水，结果表明出水COD值在25～60mg/L，SS值在15～40mg/L，处理水质优于国家《污水综合排放标准》的一级标准。

沈阳仙女河污水处理厂采用了两段曝气生物滤池工艺，其主要特点是具有体积小、处理效率高、出水水质好、流程简单，在有效去除水中的有机物的同时，脱氮效果良好。该工艺自动化控制水平高，降低了运行成本。其BOD5、COD、SS、NH3-N去除率分别达到83.3%、74.4%、87.75%、72.2%。

西昌污水处理厂采用曝气生物滤池工艺，运行结果表明曝气生物滤池作为核心工艺应用于污水的二段生化处理，能够确保处理后出水达标排放。其设计进水COD=150-200mg/L，NH3-N?垲35mg/L，BOD?垲70mg/L，出水水质完全达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

安徽新会东郊污水处理厂规模为16×104m3/d，正在运行的水解酸化+曝气生物滤池工艺为其一期工程，处理量为4×104m3/d，其出水水质为BOD5?垲10mg/L，NH3-N?垲5NH3-N，SS?垲15mg/L，出水水质优于排放标准。

3曝气生物滤池建议与前景展望

目前，在应用BAF处理城市生活污水中COD、NH3-N等方面的研究比较多，对生化反应机理与反应动力学的研究虽有一些，但尚待深入，有关理论体系还有待完善。今后应该积极追踪国外BAF技术发展动向，加强对于优质填料的开发研究，对组合填料的处理效果进行进一步研究；在池体结构和运行方法上积极研究，扬长避短， 研究适合BAF的前后处理单元，以利模块化组合；加强BAF对城市污水深度处理及回用处理的研究，强化BAF对某些难降解污染物的去除能力；加强对生物膜微生物种类、特性和生长规律的研究，培养筛选或引进高效微生物（如EM菌）提高处理效果；加强对BAF 同步碳化硝化，同步硝化反硝化机理的研究；理论上，应该借鉴国际水协（IAWQ）的三个活性污泥过程模型，研究适合不同处理过程的BAF数学模型，提高BAF设计和管理水平。曝气生物滤池是一种适合我国国情的水处理技术，应加大力量进行深入研究，推动该技术的发展以及在水处理中的应用，使其在污水的深度处理和回用处理以及给水预处理中发挥更大的作用。

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