摘要：介紹一種新型曝氣生物濾池--Biostyr，新型著重論及了該工藝的曝氣結(jié)構(gòu)、工作原理、生物工藝特點(diǎn)以及目前的濾池應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：曝氣生物濾池(BAF) Biostyr 懸浮填料
0 前言
現(xiàn)代生物濾池是新型在生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上引入飲用水處理中過濾的思想而產(chǎn)生的一種好氧廢水處理工藝，70年代末80年代初出現(xiàn)于歐洲，曝氣其突出特點(diǎn)是生物在一級(jí)強(qiáng)化處理的基礎(chǔ)上將生物氧化與過濾結(jié)合在一起，濾池后部不設(shè)沉淀池，濾池通過反沖洗再生實(shí)現(xiàn)濾池的新型周期運(yùn)行。由于其良好的曝氣性能，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，生物在經(jīng)歷了80年代中后期的濾池較大發(fā)展后，到90年代初已基本成熟。新型在廢水的曝氣二級(jí)、三級(jí)處理中，生物生物濾池(biological aerated filter,以下簡(jiǎn)稱BAF)體現(xiàn)出處理負(fù)荷高、出水水質(zhì)好，占地面積省等特點(diǎn)。90年代以后，BAF的發(fā)展方興未艾，工藝形式不斷推陳出新，本文要介紹的即是現(xiàn)代BAF的代表工藝之一Biostyr。
1 Biostyr的結(jié)構(gòu)和原理
Biostyr是法國OTV公司的注冊(cè)工藝，由于采用了新型輕質(zhì)懸浮填料- -BIOSTYRENE(主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3)而得名。下面以去除BOD、SS并具有硝化脫氮功能的反應(yīng)器為例說明其工藝結(jié)構(gòu)與基本原理［１］。
1.1 基本結(jié)構(gòu)
如圖1所示，濾池底部設(shè)有進(jìn)水和排泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.5～3m，填料頂部裝有擋板，防止懸浮填料的流失。擋板上均勻安裝有出水濾頭。擋板上部空間用作反沖洗水的儲(chǔ)水區(qū)，其高度根據(jù)反沖洗水頭而定，該區(qū)內(nèi)設(shè)有回流泵用以將濾池出水泵至配水廊道，繼而回流到濾池底部實(shí)現(xiàn)反硝化。填料層底部與濾池底部的空間留作反沖洗再生時(shí)填料膨脹之用。
1 配水廊道 2 濾池進(jìn)水和排泥 3 反沖洗循環(huán)閘門 4 填料
5 反沖洗氣管 6 工藝空氣管 7 好氧區(qū) 8 缺氧區(qū) 9 擋板
10 出水濾頭 11 處理后水的儲(chǔ)存和排出12 回流泵 13 進(jìn)水管
圖1 Biostyr濾池結(jié)構(gòu)示意
濾池供氣系統(tǒng)分兩套管路，置于填料層內(nèi)的工藝空氣管用于工藝，并將填料層分為上下兩個(gè)區(qū)：上部為好氧區(qū)，下部為缺氧區(qū)。根據(jù)不同的原水水質(zhì)、處理目的和要求，填料層的高度可以變化，好氧區(qū)、厭氧區(qū)所占比例也可有所不同。濾池底部的空氣管路是反沖洗空氣管。
1.2 工作原理
反應(yīng)器為周期運(yùn)行，從開始過濾至反沖洗完畢為一完整周期，具體過程如下：經(jīng)預(yù)處理的 污水(主要是去除SS以避免濾池頻繁反沖洗)與經(jīng)過硝化后的濾池出水按照回流比混合后通過 濾池進(jìn)水管進(jìn)入濾池底部，并向上首先流經(jīng)填料層的缺氧區(qū)。此時(shí)反沖洗空氣管處于關(guān)閉狀 態(tài)。缺氧區(qū)內(nèi)，一方面，反硝化細(xì)菌利用進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳源將濾池進(jìn)水中的NO3-N 轉(zhuǎn)化為N2，實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮。另一方面，填料上的微生物利用進(jìn)水中的溶解氧和反硝化過程 中生成的氧降解BOD，同時(shí)，SS也通過一系列復(fù)雜的物化過程被填料及其上面的生物膜吸附 截留在濾床內(nèi)。經(jīng)過缺氧區(qū)處理的污水流經(jīng)填料層內(nèi)的管后即進(jìn)入了好氧區(qū)，并與空氣 泡均勻混合繼續(xù)向上流經(jīng)填料層。水氣上升過程中，該區(qū)填料上的微生物利用氣泡中轉(zhuǎn)移到 水中的溶解氧進(jìn)一步降解BOD，濾床繼續(xù)去除SS，污水中的NH3-N被轉(zhuǎn)化為NO3-N，發(fā) 生硝化反應(yīng)。值得指出的是，以SS形態(tài)被截留在濾床內(nèi)的可降解污染物以及被生物膜吸附的難降解有機(jī)物實(shí)際被降解吸收的時(shí)間可接近一個(gè)運(yùn)行周期，這一點(diǎn)有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。流出填料層的凈化后廢水通過濾池?fù)醢迳系某鏊疄V頭排出濾池，出路分為：(1)排出處理系統(tǒng)外 ；(2)按回流比例與原污水混合進(jìn)入濾池實(shí)現(xiàn)反硝化；(3)用作反沖洗水(在多個(gè)濾池并聯(lián)運(yùn)行的情況下，當(dāng)某一個(gè)濾池反沖洗時(shí)，反沖洗水由其它工作著的濾池出水共同提供)。
隨著過濾的進(jìn)行，由于填料層內(nèi)生物膜逐漸增厚，SS不斷積累，過濾水頭損失逐步加大，在一定進(jìn)水壓力下，設(shè)計(jì)流量將得不到保證，此時(shí)即應(yīng)進(jìn)入反沖洗再生以去除濾床內(nèi)過量的生物膜及SS，恢復(fù)濾池的處理能力。依據(jù)不同的處理情況，濾池出水指標(biāo)(如SS)也可通過自控系統(tǒng)成為反沖洗的控制條件。
反沖洗采用氣水交替反沖，反沖洗水即為貯存在濾池頂部的達(dá)標(biāo)排放水，反沖洗所需空 氣來自濾池底部的反沖洗氣管。反沖再生過程如下：(1)關(guān)閉進(jìn)水和工藝空氣；(2)水單獨(dú)沖 洗；(3)空氣單獨(dú)沖洗；繼而(2)、(3)步驟交替進(jìn)行并重復(fù)幾次；(4)最后用水漂洗一次。反 沖洗水自上而下，填料層受下向水流作用發(fā)生膨脹，填料層在單獨(dú)水沖或氣沖過程中，不斷 膨脹和被壓縮，同時(shí)，在水、氣對(duì)填料的流體沖刷和填料顆粒間互相摩擦的雙重作用下，生 物膜、被截留吸附的SS與填料分離，沖洗下來的生物膜及SS在漂洗中被沖出濾池。反沖洗污 泥回流至濾池預(yù)處理部分的沉淀系統(tǒng)。再生后的濾池進(jìn)入下一周期運(yùn)行。由于正常過濾與反 沖時(shí)水流方向相反，填料層底部的高濃度污泥不經(jīng)過整個(gè)濾床，而是以最快的速度通過池底 排泥管離開濾池。客觀的講，反沖過程沒有太多的理論依據(jù)，基本是從再生效果考慮的，既 要恢復(fù)過濾能力，又要保證填料表面仍附著有足夠的生物體，使濾池能滿足下一周期凈化處 理要求。
