曝氣生物濾池工藝
與普通活性污泥法相比,BAF具有有機負荷高、占地面積小、投資低、無污泥膨脹、氧傳遞效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。但它對SS進水有嚴格的要求(一般SS≤100mg/L,最好SS≤60mg/L),所以需要對進水進行預[/K31/]處理。同時,其反洗水量和水頭損失較大。
曝氣生物濾池技術(shù)是在充分吸收國外曝氣生物濾池優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其主要特點是采用了一種新型的球形陶粒填料,在其表面和開放的空腔空間生長有微生物膜。當污水自下而上流經(jīng)濾料層時,微生物膜將污水中的有機污染物作為自身代謝營養(yǎng)物質(zhì)吸收,在濾料層下部提供曝氣。它定期利用處理后的出水對濾池進行反沖洗,消除濾料表面增殖的老化微生物膜,保證微生物膜的活性。
曝氣生物濾池(BAF) 處理污水的原理是反應器內(nèi)附著在濾料上的生物膜中微生物的氧化分解、濾料和微生物膜的吸附和截留、沿水流方向形成的食物鏈的分級捕食、微生物膜內(nèi)微環(huán)境的反硝化作用。
根據(jù)曝氣生物濾池中水的流向,可分為升流式和降流式曝氣生物濾池。由于升流式曝氣生物濾池接近于理想濾池,所以在實際工程中得到廣泛應用。
曝氣生物濾池(BAF)反應器周期性運行,從過濾開始到反沖洗完成是一個完整的循環(huán)。具體流程如下:
通過處理 污水,從過濾器底部進入濾料層。濾料層下部設(shè)有曝氣系統(tǒng),用于供氧曝氣,氣水同向流動。在濾池中,有機物被微生物氧化分解,NH3-N被氧化成NO3-N;此外,由于堆積濾料層和微生物膜內(nèi)部厭氧/缺氧環(huán)境的存在,在硝化的同時實現(xiàn)了部分反硝化,濾池上部出水可直接排出系統(tǒng)。
隨著過濾的進行,隨著濾料表面產(chǎn)生越來越多的生物量,截留的ss不斷增加,濾層的水頭損失在初始階段緩慢增加。當固體物質(zhì)積累達到一定程度,使水頭損失達到極限水頭損失或?qū)е聅s穿透時,就需要對濾池進行反沖洗,以去除濾床中過多的微生物膜和ss,恢復其處理能力。
曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗,反沖洗水為處理后的標準水,反沖洗氣來自濾板下部的反沖洗氣管。反洗時,關(guān)閉進水和工藝空氣。先單獨空氣沖洗,再氣水聯(lián)合沖洗,再水沖洗。在反沖洗過程中,濾料層輕微膨脹。在空氣和水對濾料的流體沖刷以及濾料之間的摩擦作用下,老化的生物膜和截留的SS從濾料中分離出來。沖洗后的生物膜和SS隨反沖洗排水排出濾池,反沖洗排水回流至前置[/K31/]系統(tǒng)。
作為膜法污水處理的新型工藝,曝氣生物濾池與傳統(tǒng)的活性污泥法和接觸氧化法相比具有以下特點:
1具有高生物濃度和高有機負荷。
曝氣生物濾池采用粗糙多孔的球形濾料,為微生物提供了更好的生長環(huán)境,易于掛膜和穩(wěn)定運行,能在濾料表面和濾料之間保持更多的生物量。單位體積的微生物生物量遠大于活性污泥法(可達10 ~ 15g/L),高濃度的微生物生物量增加了BAF的容積負荷,從而減少了池容積和占地面積,大大降低了基建費用。
2工藝簡單,出水水質(zhì)好
由于濾料的機械攔截和微生物在濾料表面的吸附以及新陳代謝產(chǎn)生的粘性物質(zhì),出水SS很低,一般不超過10mg/l,因此可以省去二沉池,從而降低基建費用。由于定期反沖洗,生物膜可以有效更新,說明生物膜薄,活性高。即使生物處理有時會發(fā)生故障,但其物理作用機制仍能在短時間內(nèi)保證優(yōu)質(zhì)出水。BAF 處理的出水不僅可以達到排放標準,而且可以回用。
3.抗沖擊負荷能力強。
由于微生物高濃度分布在整個濾池中,不像傳統(tǒng)活性污泥那樣對有機負荷和水力負荷的變化敏感,不存在污泥膨脹問題。
4氧氣傳輸效率高。
曝氣生物濾池的氧氣利用率可達20% ~ 30%,曝氣量明顯低于普通生物處理。主要原因是:①由于濾料粒徑小,氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡,增加了氣液接觸面積,提高了氧氣的利用率;
(2)氣泡在上升過程中,由于濾料的堵塞和分割,氣泡必須通過濾料的縫隙,從而延長其停留時間,這也有利于氧氣的傳質(zhì);
③理論研究表明,BAF中的氧可以直接滲透到生物膜中,從而加快氧傳遞速度,減少供氧量。
5易掛膜,啟動快。
BAF調(diào)試時間短,一般只需7 ~ 12天,無需接種污泥,采用自然掛膜馴化。由于微生物生長在粗糙多孔的濾料表面,不易流失,使其操作管理簡單。BAF在短時間不使用時可以關(guān)閉,一旦進水曝氣,可以在短時間內(nèi)恢復正常運行。這個特點說明BAF非常適合污水處理一些水量變化大的地區(qū)。
6植物區(qū)系結(jié)構(gòu)合理。
在傳統(tǒng)的活性污泥工藝中,微生物的分布相對均勻,而在BAF中自上而下形成不同的優(yōu)勢菌株,使得除碳和硝化/反硝化可以在一個池中進行。
7高度自動化
由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一些先進的自動化設(shè)備,如液位傳感器、在線溶解氧分析儀、定時器、變頻器和微機等,使曝氣生物濾池系統(tǒng)的自動化運行和管理得以順利實現(xiàn)。
曝氣生物濾池系統(tǒng)可以在線檢測進水水質(zhì)水量和污水中的溶解氧濃度,并通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時間,控制風機供氧,實現(xiàn)優(yōu)化運行。PLC系統(tǒng)自動反沖洗過濾器。
8良好的脫氮效果。
通過不同功能的濾池組合或同一濾池內(nèi)不同功能區(qū)的分布,使濾池在除碳的同時進行硝化反硝化。其原理是通過在兩組濾池或同一個濾池中人工創(chuàng)造好氧和兼氧的生物環(huán)境,既能去除一般有機物和懸浮物,又具有良好的脫氮功能。
為了實現(xiàn)硝化和反硝化,必須連續(xù)測量和控制濾池各段的溶解氧值。在C/N池和N池的曝氣階段,需要不斷調(diào)整溶解氧水平,使溶解氧達到較高水平(約2 ~ 3 mgo2/L),而在d N池,溶解氧可達到較低水平(約0.2 ~ 0.5 mgo2/L)。
根據(jù)本項目進出水水質(zhì)要求,只需氨氮硝化,不需要反硝化,因此只需建設(shè)C/N池和N池。
9結(jié)構(gòu)的模塊化有利于未來的擴展。
曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu),能較好地滿足城市污水處理工廠分期建設(shè)的要求。
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