曝氣生物濾池是二十世紀八十年代后期開發(fā)的一種污水處理新工藝，1990年法國OTV公司建造了世界第一座曝氣生物濾池，稱之為“淹沒式固定生物膜曝氣濾池”。由于它克服了活性污泥法占地面積大、易散發(fā)臭氣及運行不穩(wěn)定等缺點而備受關注。

　　目前全世界建成運行的曝氣生物濾池已達幾百座。它屬于生物膜法的范疇，又兼具有活性污泥法某些特點。濾池內放置直徑只有幾個毫米的多孔濾料作為生物群落的附著繁殖介質，通過設在濾層下面的配氣系統(tǒng)（也有置于濾層中間者）向生物群落供氣（氣源為鼓風機）。對污水的凈化除主要依靠濾料上的生物膜外，濾層內還截留了大量類似活性污泥的懸浮生物，對污染物質也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進水池頂出水，有的也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池的頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統(tǒng)。輕質多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負荷可以很高，濾池面積可大大縮小。由于水流方向與濾料壓密方向一致，可同時完成生物接觸氧化與固液分離，通?？墒∪ズ罄m(xù)的二沉池。隨著過濾進程，生物膜不斷增厚、老化、脫落，濾層截留的懸浮物也逐漸增多，過濾阻力同步增加，需定期進行反沖洗以恢復其凈化能力。沖洗方式為三段式氣水反沖洗，即先氣洗，氣水聯(lián)合沖洗然后單獨水洗。反洗空氣由鼓風機通過池底的配氣系統(tǒng)提供。反洗水流方向則自上而下（上向流濾池）或自下而上（下向流濾池）。上向流濾池的沖洗水貯存于濾板之上，利用同組濾池的出水進行重力沖洗，不需要沖洗水泵。

　　近年來我國建設了若干座上向流曝氣生物濾池（UBAF），形式有所變化，其構造類似給水V型濾池。配水配氣系統(tǒng)設于濾池底部，采用鋼筋混凝土濾板和長柄濾頭。為防止濾料流失，在出水堰前加設柵形穩(wěn)流板，出水堰頂面做成60°斜坡。沖洗方式仍為三段式氣水反沖洗，需設反洗水泵。當對出水有脫氮要求時，一般需采用兩級曝氣生物濾池，通過控制供氧在濾層內分別造就缺氧或好氧環(huán)境，令生物膜上繁殖的優(yōu)勢菌種分別為好氧異養(yǎng)菌或硝化菌、反硝化菌，從而達到除碳及脫氮目的。除磷則以化學絮凝法為主（濾前投加鐵鹽或鋁鹽），濾池內聚磷菌在厭氧與好氧交替情況下對污水中磷的過剩攝取能力進行生物除磷為輔。

　　此外，我國還有在給水預處理上應用曝氣生物濾池的范例。它成功地降低了微污染原水的COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出廠水的水質和生物穩(wěn)定性。曝氣生物濾池具有流程筒單，水力負荷及容積負荷大，占地小，投資省，運行成本較低，出水水質好等優(yōu)點，既適用于大中小型的城市生活污水及某些工業(yè)廢水處理（如啤酒、印染、食品加工廢水），也可用于給水預處理。但是，它的池體結構較復雜，設備較多，自動化程度較高，要求較高的建造質量及運行管理水平。本文結合工程實踐討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設計施工應注意的若干問題 。

 
　　1.主要參數(shù)

　　進水水質（mg/l）∶COD 100-1000　 BOD5 50-350　 SS 50-350　 TKN 15-60　 NH3-N 10-40

　　出水水質（mg/l）∶COD<40　 BOD5<20　 SS<20　 NH3-N<10 　TKN<15

　　容積負荷NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d)　 4-12 kgCOD/(m3.d)

　　NS取值與進水、出水水質密切相關。有機物容積負荷越高，出水中有機物剩余濃度也越大。例如，城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l，NS可取3.5-5.0，當要求出水BOD5 5-10 mg/l時，NS則應降為2.5-3.2。當NS>3時，NH3-N的去除受抑制，NS>4時，NH3-N的去除受明顯抑制。有硝化脫氮要求時，還應考慮硝化負荷，一般為0.3-0.8kgNH3-N /(m3.d)。故應根據(jù)原水性質及處理要求選取合適的NS值。

　　水力負荷∶3-6m3/m2.h

　　去除率∶COD>90% 　BOD5>90%　 NH3-N>90% 　SS>90%

　　濾料∶濾料選擇除粒度、密度、空隙率、機械強度、化學穩(wěn)定性、不含毒、害物質等方面的要求外，最重要的是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長的微生物量越多，生化處理效率越高。材質可用輕質陶粒、無煙煤、石英砂、塑料等，以園形輕質陶粒濾料較佳。粒徑3-6mm，濾層厚度2.5-4.5m。

　　沖洗強度∶水4-10 l/m2.s ，氣12-20 l/m2.s ，濾層膨脹率約10% 。

　　沖洗方式∶長柄濾頭配水配氣。先氣洗3-5min，然后氣水聯(lián)合洗3-5min，最后單水洗3-5min。通過沖洗把濾層內截留的污泥及老化的生物膜排出，但沖洗強度不可過大，以保留足夠的活性生物膜，為下一周期生化處理能力的恢復創(chuàng)造條件。沖洗耗水量為濾水量的7-10%。

　　曝氣∶為微生物提供生長繁殖所需的溶解氧，并有攪動濾層，促進老化膜脫落更新的功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/ kg BOD5，可用安裝于濾板面上的穿孔管或空氣擴散器（曝氣頭）配氣。為防止水倒流，反沖洗空氣干管及曝氣干管的管底應局部抬高至濾池最高水位之上500mm。

　　工作周期∶24-48h

　　單格過濾面積∶50-100m2

　　2. 池型

　　為了保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100 m2），平面上通常采用矩形，單側配水配氣，縱橫向長度比1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長≤8 m并應在橫向（長邊）前端沿全長設配水配氣室均勻地配水配氣。進水孔位于濾池底板面上。進氣孔頂應與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過大。某工程設計池橫向兩端各一米多長無進水進氣孔，濾梁頂面又無平衡孔；進氣孔位于濾板底下300mm處，孔徑d100mm，導致反沖洗時濾池兩側由于濾梁阻隔沒有反洗空氣通過，中部則發(fā)生嚴重的射流，布氣顯然無均勻可言。

　　3.濾板、濾梁

　　曝氣生物濾池濾板、濾梁的設計施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設計除了保證縱向強度外還應具備必要的橫向剛度，以抵御濾板安裝時可能發(fā)生的水平力的作用。濾板、濾梁的強度應比池體砼提高一級，其制作、安裝的精度要求很高，一般土建單位難以達到，應交由專業(yè)廠家用專用鋼模生產。濾板宜采用臥式模具，每次生產一塊，脫模時間為24h（夏季高溫時應不少于16h即兩天三脫模）。為縮短制作、安裝周期，有人曾采用ABS板材制作底模整體現(xiàn)澆濾板，但因底模凹凸不平，配氣配水不夠均勻，且造價與預制相比增加50-100％。 某單位采用立式模具，據(jù)稱每次可生產五塊。但模具內氣體排除困難，所產濾板氣泡很多，強度很低；鋼筋位置難固定，露筋多；濾板邊緣密實度更低，毛刺、缺損、掉角甚多，導致全部翻工重做。某工程把濾梁交由濾池土建單位現(xiàn)場澆制，雖然施工時費煞了苦心，但拆模后檢查仍有不少預埋螺栓偏位過大（濾板安裝位置不足，一格池甚至多達20塊濾板放不下），梁身彎曲不直（突出部位濾頭桿插入受阻，凹陷部位濾板支承面不夠，應力過于集中），梁頂面最大水平誤差竟達19mm，直接影響濾板的安裝和使用壽命。

　　4.濾頭與開孔率

　　曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統(tǒng)（長柄濾頭）。濾池進水雖然已經預處理，其中的懸浮物質仍然較多，且較粗大，特別是生活污水粘稠物質多，水中混有許多塑料薄膜碎片，對濾頭危害很大。為了避免堵塞，濾頭縫隙應比給水濾頭寬（2.0-2.5mm），每個濾頭縫隙總面積約250-350 mm2。開孔比可比給水濾池大，約0.011-0.015。配氣孔直徑2.0-2.5 mm，位置應在濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端的配水條形孔的距離應保持150-200mm以上。開孔比過大除了影響反沖洗均勻性外，還導致配水配氣穩(wěn)定性下降（對反洗系統(tǒng)內其它因素的微小變化敏感）。某工程采用開孔比0.027，濾頭配氣孔（d=4mm）位置偏低（距濾板底238mm，距配水條形孔僅50mm），試運轉時發(fā)現(xiàn)不僅沖洗不均勻，產生了強烈的脈沖；而且當空氣壓力變化氣墊層下界面發(fā)生波動時，大量空氣從下界面降低的區(qū)域內之濾頭（通過配水條形孔）噴射而出，即產生所謂“氣墊層擊穿”現(xiàn)象。