1．引言

　　BAF池即曝氣生物濾池，是一種膜法生物處理污水工藝。它是20世紀(jì)80年代在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，并借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理工藝，從分類上講應(yīng)該屬于淹沒式生物膜反應(yīng)器。BAF不僅可以用于市政污水、化工廢水、印染廢水的處理，還可用于水體富營養(yǎng)化處理。其最大的優(yōu)勢(shì)在于將降BOD，，除ss、硝化和反硝化等功能在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，節(jié)省了二次沉淀工藝。同時(shí)，它還具有能耗小，投資少，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)【l】。

　　曝氣生物濾池工藝形式根據(jù)水流方向可分為上向流和下向流兩種。早期的曝氣生物濾池多采用下向流方式。由于下向流曝氣生物濾池的納污效率不高、易堵塞、運(yùn)行周期短，因此現(xiàn)在多采用上向流方式。目前，市場上主要有三種形式的曝氣生物濾池，分別為法國OTV公司開發(fā)的Biocarbone工藝，法國得利滿公司開發(fā)的Biofor工藝和丹麥克魯格公司開發(fā)的Biostyr工藝[2】。

　　曝氣生物濾池(BAF)在運(yùn)行過程中，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。其工藝原理為陽：在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著生物膜，濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料上高濃度生物膜的強(qiáng)氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，因污水流經(jīng)時(shí)濾料成壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，利用沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用及食物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用，使廢水中有機(jī)物得到降解：運(yùn)行一定的時(shí)間后，因水頭損失的增加，需對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖過程。

　　附著在載體表面的微生物都生活在各自形成的特定環(huán)境中，與環(huán)境條件關(guān)系極為密切，凡影響微生物生長代謝活性的因素都會(huì)影響濾池的運(yùn)行效果。為了使得反應(yīng)器高效運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要了解影響反應(yīng)器運(yùn)行的主要因素。

　　2．曝氣生物濾池運(yùn)行影響因素

　　2．1填料對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　填料是生物膜的載體，又兼有截留懸浮物質(zhì)的作用，因此它直接影響著生物曝氣濾池的效能；同時(shí)，填料的費(fèi)用在基建費(fèi)用中又占較大比重，所以填料的選擇對(duì)曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行有著很大的影響。就目前對(duì)曝氣生物濾池的研究果來看，填料對(duì)曝氣生物濾池產(chǎn)生的影響表現(xiàn)在三個(gè)方面，即填料的類型、填料的粒徑以及填料層的高度。

　　曝氣生物濾池對(duì)填料有如下要求：一是表面粗糙。表面粗糙的填料為微生物提供了理想的生長、繁殖場所。二是密度適中。密度太大不利于反沖洗的進(jìn)行；密度太小則在反沖洗時(shí)容易跑料。三是有一定的強(qiáng)度，耐摩擦。四是無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。五是價(jià)格適中。目前，球形陶粒濾料能較好地滿足以上要求，廣泛地用于曝氣生物濾池工藝之中。

　　填料粒徑的選擇對(duì)曝氣生物濾池也有很大的影響，其直接影響到濾池水頭損失的變化狀況，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行周期的不同。一般情況下，針對(duì)填料的物理特性，粒徑大于6mm的填料更適合作為曝氣生物濾池的預(yù)處理，而粒徑最好小于3mm的填料適用于曝氣生物濾池作三級(jí)處理工藝，介于兩者中間的3～6mm的粒徑填料則適用于曝氣生物濾池的二級(jí)處理。

　　2．2進(jìn)水底物濃度對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　總的來說，曝氣生物濾池中高的進(jìn)水底物濃度會(huì)引起出水中相應(yīng)成分濃度的提高。當(dāng)進(jìn)水底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該曝氣生物濾池的容積負(fù)荷對(duì)應(yīng)的濃度時(shí)，去除效率隨底物濃度的增加而增加，而當(dāng)進(jìn)水底物濃度超過某一值時(shí)，去除效率反而會(huì)下降。當(dāng)進(jìn)水底物濃度超過飽和值時(shí)，反應(yīng)器被底物穿透。因此，在實(shí)際運(yùn)行中，控制反應(yīng)器的容積負(fù)荷是很重要的。

　　進(jìn)水底物濃度的波動(dòng)也會(huì)給曝氣生物濾池帶來影響。雖然預(yù)處理系統(tǒng)已使此種波動(dòng)盡可能的最小化，然而還是會(huì)有各種原因，例如進(jìn)水底物的日?；蚣竟?jié)性變化、預(yù)處理設(shè)施的失效或改進(jìn)等，都會(huì)引起曝氣生物濾池的進(jìn)水底物濃度短期或長期的改變。對(duì)于用于三級(jí)硝化的曝氣生物濾池，短期波動(dòng)很少會(huì)影響到生物膜的厚度和位置，實(shí)踐證明短暫的限制性營養(yǎng)物的改變(如從O：到NH4+)不會(huì)改變曝氣生物濾池的硝化率。而對(duì)于長期的底物濃度的改變，生物膜有充足的時(shí)間來適應(yīng)這種改變。

　　2．3溫度對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　溫度對(duì)生化反應(yīng)速度具有顯著的影響，水溫是影響水處理工藝中微生物生長和生命代謝活性的主要因素，大多數(shù)微生物的新陳代謝活動(dòng)會(huì)隨著溫度的升高而增強(qiáng)，隨著溫度的下降而減弱，水溫越低，活性越小。根據(jù)Airheniusllsr哈式，溫度每下降10℃，生化反應(yīng)速率將下降一倍。如硝化細(xì)菌適宜生長繁殖的溫度在25～35℃之間。當(dāng)反應(yīng)器中水溫處于10～23℃時(shí)，氨氮的硝化速率幾乎隨溫度的升高而直線上升，5～10。c時(shí)的氨氮硝化率大約為20～30℃時(shí)的一半，23℃以上時(shí)氨氮的去除效果最佳。因此在溫度較高的夏季，曝氣生物濾池處理的效果最好；而在冬季水溫低，生物膜的活性受到抑制，處理效果受到影響，出水水質(zhì)較差I(lǐng)S]。

　　2．4水力停留時(shí)間(HRT)對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　水力停留時(shí)間(HRT)的長短直接影響到曝氣生物濾池的掛膜效果， HRT過短，必將導(dǎo)致掛膜時(shí)問變長。此外，HRT過短，附著在填料上的微生物容易隨水流流走，不利于膜的生長；如果HRT過長，則水中營養(yǎng)物不能滿足微生物生長需要，微生物進(jìn)入衰亡期，導(dǎo)致生物活性降低，所以HRT的選擇直接關(guān)系到曝氣生物濾池處理效果，進(jìn)而影響出水水質(zhì)。此外，有大量研究表明曝氣生物濾池在正常運(yùn)行過程中，延長HRT可以有效地提高反應(yīng)器的處理效率。邱立平唧等發(fā)現(xiàn)當(dāng)HRT大于0．8h時(shí)，反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物、濁度的去除效果較好；當(dāng)HRT降至O．6h以下時(shí)，反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物、濁度的處理效果顯著下降。而反應(yīng)器的硝化脫氮效能的有效發(fā)揮則需要保持HRT大于1．25h。此外，HRT與曝氣生物濾池的過濾周期有一定的關(guān)系，HRT越短，水頭損失增加速度越快，運(yùn)行周期越短，濾池反沖洗頻率越高。

　　2．5 PH值對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　如果系統(tǒng)PH值大幅度變化，則會(huì)影響曝氣生物濾池運(yùn)行效率，甚至對(duì)微生物造成毒性而使反應(yīng)器失效。這主要?dú)w因于PH值的改變可能會(huì)引起細(xì)胞膜電荷的變化，進(jìn)而影響微生物對(duì)有機(jī)物的吸收和微生物代謝過程中酶的活性?？偟膩碚f，各種細(xì)菌都有其適宜的PH值范圍，生物膜法中的生化反應(yīng)大都是在酶的參與下進(jìn)行的，酶反應(yīng)需要合適的PH值范圍，過高或過低的PH值會(huì)導(dǎo)致酶的失活，因此廢水的酸堿度對(duì)微生物的代謝活力有很大的影響。大多數(shù)細(xì)菌適宜生長的PH范圍在6～8之間，亞硝酸細(xì)菌最適宜的PH為7～8，硝酸菌為6．0～7．5，所以短程硝化工藝最適的PH值一般在7．5左右。PH值可以顯著影響氨的硝化過程。溶液中氨的存在形態(tài)受PH值影響分為離子態(tài)和分子態(tài)(游離氨1。其中，游離氨對(duì)水中微生物有很強(qiáng)的毒害和抑制作用。曝氣生物濾池是生物膜法的一種，其生化反應(yīng)也需要合適的PH值范圍。

　　2．6溶解氧(曝氣量)對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　溶解氧是影響生物膜生長和出水效果的重要因素。在好氧處理工藝中需氧量是工藝控制的主要指標(biāo)。生物膜的量、微生物的代謝能力和代謝過程，有機(jī)物的去除動(dòng)力學(xué)，出水中有機(jī)物的濃度，均與氧的供給密切相關(guān)。當(dāng)溶解氧低于2mg／L時(shí)，好氧微生物生命活動(dòng)受到限制，對(duì)有機(jī)物和氨氮的氧化分解不能正常進(jìn)行。因此，控制曝氣量的大小就顯得尤為重要。曝氣量大，濾池中的溶解氧(DO)高，提高好氧微生物的活性和生物膜內(nèi)氧化分解有機(jī)物的速率，從而出水的COD就低flq。此外，加大曝氣量后氣流上升產(chǎn)生的剪切力有助于老化的生物膜的脫落，防止生物膜過厚，并防止堵塞，提高濾池中的傳質(zhì)效率，有利于廢水在濾池中的擴(kuò)散。但是啟動(dòng)階段過大的曝氣量會(huì)對(duì)生物掛膜產(chǎn)生負(fù)面的影響。

　　2．7反沖洗對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行的影響

　　由于曝氣生物濾池工藝不設(shè)澄清池，生物增長產(chǎn)生的剩余固體和進(jìn)水中的懸浮固體都被截流在系統(tǒng)中，因此必須定期進(jìn)行反沖洗。曝氣生物濾池一般每24h或48 h沖洗一次，或者當(dāng)水頭損失到達(dá)某一確定值時(shí)進(jìn)行反沖洗。

　　雖然運(yùn)行中過大的反沖洗水量是曝氣生物濾池工藝的一項(xiàng)缺陷，然而在用于三級(jí)硝化的曝氣生物濾池中，頻繁的反沖洗使生物膜上的成分在整個(gè)濾池中完全混合，有利于提高營養(yǎng)物的傳遞和整個(gè)反應(yīng)器的硝化性能。

　　實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)硝化生物膜附著在球形濾料的表面后，即使是強(qiáng)烈的反沖洗也很難使其脫落，然而生長較快的異養(yǎng)菌和附著在生物膜表面的ss卻很容易通過反沖洗去除。因此，反沖洗有利于保持相對(duì)較薄的具有良好傳質(zhì)性能的生物膜。

　　3．結(jié)語

　　本文對(duì)BAF池的運(yùn)行影響因素進(jìn)行了綜述和探討，闡述了填料、進(jìn)水底物濃度、水力停留時(shí)間、PH值、溫度、溶解氧和反沖洗各自對(duì)曝氣生物濾池運(yùn)行效果的影響。

　　影響B(tài)AF池運(yùn)行效果的影響因素很多，只要控制好進(jìn)水底物濃度、PH值、溶解氧、反沖洗、水力停留時(shí)間、溫度以及選擇好適宜的填料等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，就可以提高污染物去除率和出水水質(zhì)，降低對(duì)環(huán)境污染程度。

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