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BAF處理城市汙水的建設與運行體會摘要：針對曝氣生物濾池在設計和建設過程出現的反沖洗、曝氣、濾料選取等多重問題，分別進行闡述，結合作者的實踐經驗，探討了曝氣生物濾池設計和施工中的註意事項，供設計該工藝時參考。以使曝氣生物濾池工藝的成熟設計盡快得到推廣和應用，避免盲目套用設計手冊或由於實際經驗缺乏造成工藝隱患。文末對該工藝在浙江溫州的應用情況進行了簡要的介紹，供廣大同行借鑒參考。曝氣生物濾池源於得利滿公司的V型濾池，得利滿公司將曝氣生物濾池應用於大連馬欄河汙水處理廠。因其工藝上的先進性及技術上的獨到之處，隨後很快在全國等地得到廣泛應用。根據初步統計的結果，全國應用曝氣生物濾池作為汙水（深度）處理的萬噸級汙水廠已超過30個，總處理量超100×104m3/d。根據調研的結果，對該工藝的設計和建設情況進行總結，體會如下：1 預處理對曝氣生物濾池的影響根據曝氣生物濾池的工藝特點，進濾池的汙水應強化預處理，避免堵塞濾頭或濾料層。大連、沈陽等地預處理采用SEDIPAC?0?3 3D（簡稱S3D），包括曝氣沈砂、氣浮除油和斜管沈澱三部分[1]；而廣東新會、江門則采用水解酸化，實際是介於水解酸化和高效沈澱池之間的初沈池，底部區域水解，上部實現泥水分離；其它諸如矽藻精土、濕地床預處理工藝，目的也是去除漂浮物和懸浮物。理論上進濾池的汙水中應不含塑料片等漂浮物，以免進入濾池配水區造成濾頭堵塞，為此有些汙水處理廠在進濾池的配水渠上設置精格柵，柵隙為2mm（或更小）。預處理出水懸浮物（SS）濃度在很大程度上決定濾池的反沖洗周期，在運行實踐中發現，進濾池的汙水中攜帶過多的懸浮物，濾池反沖洗周期甚至會縮短到12h以內，而且會影響下壹級濾池乃至出水；而氨氮及可溶汙染物濃度較高，但懸浮物（SS）較低的汙水進入濾池，濾池出水水質很好，運行平穩，反沖洗周期為7－10d也並無任何異狀。2 濾板施工質量對曝氣生物濾池的應用效果的影響濾池施工的核心部分是配水區的施工，包括配水配氣室、支撐梁、濾板等的施工，這其中又以濾板安裝達設計水平度允差最難實現。壹般每塊濾板（約1m2）的水平度允差為±1mm，單個濾池的濾板水平度允差為±5mm，同組濾池濾板水平度允差為±10mm。濾板水平度要求很高，施工難度較大，工作量大且比較繁瑣，實際施工中施工單位要達到此要求很困難。鑒於此，應引起有關設計和施工單位的高度重視，在施工細心程度、施工新方法、新材料應用上應投入更多的精力。在濾池濾板現澆或預制件施工時，應控制好預埋件的定位，做好水平度的控制，不能為趕工期而影響工程質量（包括施工精度）。由於濾頭（帽）、曝氣系統施工必須等濾板安裝好之後才能施工，因此濾板水平與否直接影響濾頭、曝氣系統的水平度。而濾頭、曝氣系統是否水平又與濾池反沖洗（主要是氣洗）、曝氣息息相關，濾板高處氣量大，濾板低處氣量少甚至無氣，濾頭裝配好後壹定要對濾池反沖洗效果進行試驗，反沖洗效果達不到設計要求，拼裝填縫濾板必須對濾帽、濾板接縫進行處理，整體現澆濾板必須對可調濾桿水平度進行調整。3 曝氣方式、曝氣器材的選取對曝氣生物濾池運行效果的影響濾板水平度、曝氣管水平度、氣量大小（氣水比）等因素往往會影響濾池的曝氣均勻性。曝氣的不均勻會導致濾池濾料實際利用容積減小，濾料層的實際負荷高，進而影響濾池出水各項指標，同時也使氧的利用率降低。曝氣器材有單孔膜片式曝氣器，管式微孔曝氣器、盤式微孔曝氣器、穿孔管、濾頭曝氣等，就曝氣效果來看采用單孔膜曝氣器曝氣效果較好，只要設計施工合理甚至可以做到以1：1的供氣量使200m2（指多格濾池的總面積）濾池池面布氣基本均勻。在四川、遼寧等地的二級濾池采用濾頭曝氣，據說比較成功，由於沒有應用濾頭曝氣的切身體驗，在此不好作過多評論，但有壹點是可以肯定的，采用濾頭曝氣對濾板水平度要求是相當高的，否則也很難做到曝氣均勻。建議在濾池裝配承托層時，必須做好施工組織，防止卵石砸壞濾帽或曝氣器，裝配好承托層後，必須對曝氣均勻性、反沖洗均勻性進行試驗，達不到要求必須返工，不能存在僥幸心理。曝氣方式有采用1臺鼓風機向1座濾池供氣（即壹拖壹），也有1臺風機（或多臺風機***1個主管道向外供氣）向多個濾池供氣（即壹拖多）。由於安裝水平及不同濾池截汙量不同的影響，壹拖多曝氣存在曝氣不均勻的風險，采用壹拖壹（或壹拖二）為更佳選擇，每臺風機可設1臺變頻器調節氣量大小。曝氣風機宜采用羅茨鼓風機，風機采用水冷卻，機身雙側加齒輪油運行比較平穩。4 反沖洗優化設計的重要性隨著運行時間的延長，濾池截汙量大增，出水水質可能隨之變差，此時應對濾池進行反沖洗。反沖洗設計施工是否合理對曝氣生物濾池的運行效果影響至關重要，在設計時應考慮如下因素：①選取合適的濾板開孔率。開孔率如設計偏小會導致反沖洗時阻力加大，嚴重的話可能會損壞濾板；開孔率過大不能形成穩定適宜的氣墊層，會造成反沖洗不均勻；②選取合適的濾池反沖洗配氣布水系統，如濾池面積較大建議設置反沖洗配氣布水室（有對應的設計規範，在此不贅述），但配氣布水室在結構處理特別是施工時比較麻煩，所以有相當數量的曝氣生物濾池工程都在濾池下部布置穿孔管，甚至將反沖洗進氣管直接接入濾池配水區（即濾板下部空間），都取得了成功，但應謹慎（有個別工程應用不成功）；③選擇合適的反沖洗強度，根據大連馬欄河的設計參數取值及我們在實際運行中所取得的經驗數據來看，濾池反沖洗氣洗強度宜大，建議在60－90 m/h強度範圍內取值，以達到擦洗濾料和濾料微膨脹的效果，水洗強度適中即可。④應在設計時考慮反沖洗前快速降水，曝氣生物濾池的管道系統較多較復雜，但快速降水管道設置很重要。目前國內應用曝氣生物濾池的工程中，除酒泉汙水處理廠外均為上向流曝氣生物濾池，濾池工作時截流的懸浮物大多處在配水區和下部濾料層空間中，這些物質由於上層濾料層的阻擋，不易從反沖洗排水中排除，相反卻較容易從放空管（即快速降水管道）中排走。所以建議在反沖洗前，采用電動放空排掉約1/5池容的水，然後反沖洗，反沖洗效果佳。當然濾板水平度對反沖洗的影響至關重要，前已提及，在此不再贅述。壹般而言，濾池投入運行前期（指運行不久或處於調試掛膜期），由於生物膜量不多，曝氣及反沖洗阻力較小，反沖洗強度宜小。隨著濾池投入使用時間的延長，微生物附著能力增強，微生物量增多，反沖洗難度會有所增加，此時應延長反沖洗時間或采取其他措施，使反沖洗效果得到保證。反沖洗歷時，套用給水的設計參數為15min以內，但從實際運行反饋的情況看並不樂觀，大連，新會、慈溪的反沖洗歷時都超過20min，最高到50min。因此設計考慮在15－40min之間，並考慮濾池反沖洗對其它濾池的負荷沖擊和反沖洗水量的損失。5 曝氣生物濾池濾料的選型填料作為微生物生長的載體，在曝氣生物濾池中又增加了新的含義：濾料。既有為微生物生存提供載體的功能，又具有壹般濾池工藝的過濾功能。因此，濾料的選擇對曝氣生物濾池的正常穩定運行至關重要[2]。5.1 濾料粒徑選擇曝氣生物濾池濾料粒徑壹般在2～8mm。為達到脫氮的目的，有的曝氣生物濾池將其濾料層分成兩個區域，下部缺氧區，上部好氧區；甚至有的濾池整個濾料層均為缺氧運行，處理後的出水回流引入NO-3－N反硝化脫氮，廣東江門豐樂汙水處理廠的壹級反硝化濾池DN池即為此類型。該類濾池選用濾料粒徑要大，壹般在5～8mm之間為佳。多級好氧濾池粒徑範圍選取：壹級濾池考慮足夠的納汙空間需要，粒徑取4～6mm，二級濾池取2～5mm較好，只要反沖洗能夠達到要求且反沖洗不過頻，建議粒徑取小以獲取更好的處理效果。5.2 濾料的特性選擇良好的曝氣生物濾池濾料其硬（強）度必須滿足要求，否則濾料在濾池中磨損、破損，將會填充濾料空隙，減少納汙空間並造成反沖洗困難。目前國內應用較多的為陶粒濾料，相對其它輕質濾料而言，該類型濾料堆積容重較大，反沖洗時不易膨脹疏松，壹方面導致濾料清洗難以達到要求，另壹方面導致反沖洗耗水、耗氣、耗時加大。濾料表面應粗糙多微孔，表面不結釉光亮，在其他指標得到保障的情況下，比表面積越大越好，這樣更有利於掛膜和提高生物量。比表面積低的濾料投入使用會使濾池內的生物量提高受到限制，對處理水質影響很大。建議濾料選型加大對以上幾方面的控制，至於其它類指標選取則可根據實際需要及濾料生產廠推薦參數酌定。6 曝氣生物濾池的生物相特征活性汙泥法當絲狀菌大量滋生時，容易固液分離困難，造成出水夾泥，造成出水水質差。實際上絲狀菌的比表面積大、吸附能力好、生存能力強，降解汙染物能力較強，只是由於質輕難以實現固液沈降分離。而曝氣生物濾池由於采用濾（填）料作為微生物生存的載體，化害為利，因此濾池中的微生物種群特別多，生物膜絮體上絲狀菌豐富，菌絲長、密度高。以下介紹我們在新會汙水處理廠觀測到的二級好氧生物濾池的微生物相，供參考：壹級濾池：菌膠團呈明亮的黃色，絲狀菌豐富，鐘蟲、累枝蟲、集蓋蟲較多，輪蟲、線蟲較少；二級濾池：絲狀菌豐富，線蟲多，輪蟲少，偶爾還可見紅斑顠體蟲（在顯微鏡下體積龐大）。二級濾池出水在陽光下肉眼可見小紅蟲，水則清澈透明。7 曝氣生物濾池運行效果及反沖洗對濾池運行效果的影響以下以溫州市經濟技術開發區濱海園區汙水處理廠運行狀況為例，對曝氣生物濾池的運行效果進行分析。該項目規模***5×104m3/d，正在運行的曝氣生物濾池為其壹期工程，處理量為2×104m3/d，原水中以合成革為主的工業廢水所占成分很大，進水氨氮濃度較高，考慮曝氣生物濾池具有良好的硝化性能，工藝上采用矽藻精土＋曝氣生物濾池復合工藝，濾池部分分為兩級：CN池（脫C，部分硝化）及N（硝化），每級濾池設有12格濾池，2005年12月正式投產運行。處理效果見表1：表1 進、出水水質指標 mg/L項 目 CODCr BOD5 NH3-N PO43—P SS進水水質 350 160 60 5 200實際出水指標 <30 <5 <5 <0.5 <5 由於經預處理後出水已經很清澈，預處理出水懸浮物（SS）低於40mg/l，反沖洗周期目前控制在7－10d。但反沖洗後的初濾水水質較差，反沖洗後不宜立即出水，目前采用反沖洗後悶曝2h以提高初濾水水質的措施，否則對出水水質影響較大。8 結論及建議曝氣生物濾池工藝的出水水質比較穩定，處理效果比較好，對低CODCr高NH3-N廢水處理效果更好；生物量大，完成NH3-N的硝化停留時間僅需要2～4h；占地面積小，廠區濾池所在區域無臭味，只要噪音達標，可建設在城市繁華地段或城市近郊區，節省管網投資。曝氣生物濾池出水水質好，運行穩定，隨著自動化水平的提高，曝氣生物濾池的應用將會越來越廣泛。從曝氣生物濾池的應用來看，其最佳選擇是應用在微汙染源水和汙水的深度處理上，即濾池進水為二級處理出水，究其原因主要是預處理難以得到很好的保證。若考慮國內的實際情況，前端接壹級強化處理時，漂浮物去除要徹底，進濾池懸浮物濃度應盡可能低，為此初沈池（高效沈澱池）表面負荷取值要適宜，並應盡可能的考慮水量變化對預系統的沖擊，這樣該工藝可揚長避短（對可溶性汙染物特別是氨氮等去除效率高，但不耐懸浮物的特點），處理效能得到充分發揮，也更有利於該工藝的推廣應用。