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)勢在于將降BOD，，除ss、硝化和反硝化等功能在一個反應(yīng)器中進行，節(jié)省了二次沉淀工藝。同時，它還具有能耗小，投資少，運行穩(wěn)定，運行成本低，出水水質(zhì)高等優(yōu)點【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)在運行過程中，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點于一體。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，利用濾料上高濃度生物膜的強氧化降解能力對污水進行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時，因污水流經(jīng)時濾料成壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點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，使廢水中有機物得到降解：運行一定的時間后，因水頭損失的增加，需對濾池進行反沖洗，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影響濾池的運行效果。為了使得反應(yīng)器高效運轉(zhuǎn)，就需要了解影響反應(yīng)器運行的主要因素。

　　2．曝氣生物濾池運行影響因素

　　2．1填料對曝氣生物濾池運行的影響

　　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，填料的費用在基建費用中又占較大比重，所以填料的選擇對曝氣生物濾池的設(shè)計及運行有著很大的影響。就目前對曝氣生物濾池的研究果來看，填料對曝氣生物濾池產(chǎn)生的影響表現(xiàn)在三個方面，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行；密度太小則在反沖洗時容易跑料。三是有一定的強度，耐摩擦。四是無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定。五是價格適中。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，進而導致運行周期的不同。一般情況下，針對填料的物理特性，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處理。

　　2．2進水底物濃度對曝氣生物濾池運行的影響

　　總的來說，曝氣生物濾池中高的進水底物濃度會引起出水中相應(yīng)成分濃度的提高。當進水底物濃度遠遠小于該曝氣生物濾池的容積負荷對應(yīng)的濃度時，去除效率隨底物濃度的增加而增加，而當進水底物濃度超過某一值時，去除效率反而會下降。當進水底物濃度超過飽和值時，反應(yīng)器被底物穿透。因此，在實際運行中，控制反應(yīng)器的容積負荷是很重要的。

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

　　2．3溫度對曝氣生物濾池運行的影響

　　溫度對生化反應(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會隨著溫度的升高而增強，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。如硝化細菌適宜生長繁殖的溫度在25～35℃之間。當反應(yīng)器中水溫處于10～23℃時，氨氮的硝化速率幾乎隨溫度的升高而直線上升，5～10。c時的氨氮硝化率大約為20～30℃時的一半，23℃以上時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水力停留時間(HRT)對曝氣生物濾池運行的影響

　　水力停留時間(HRT)的長短直接影響到曝氣生物濾池的掛膜效果， HRT過短，必將導致掛膜時問變長。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，微生物進入衰亡期，導致生物活性降低，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HRT大于0．8h時，反應(yīng)器對有機物、濁度的去除效果較好；當HRT降至O．6h以下時，反應(yīng)器對有機物、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，運行周期越短，濾池反沖洗頻率越高。

　　2．5 PH值對曝氣生物濾池運行的影響

　　如果系統(tǒng)PH值大幅度變化，則會影響曝氣生物濾池運行效率，甚至對微生物造成毒性而使反應(yīng)器失效。這主要歸因于PH值的改變可能會引起細胞膜電荷的變化，進而影響微生物對有機物的吸收和微生物代謝過程中酶的活性?？偟膩碚f，各種細菌都有其適宜的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行的，酶反應(yīng)需要合適的PH值范圍，過高或過低的PH值會導致酶的失活，因此廢水的酸堿度對微生物的代謝活力有很大的影響。大多數(shù)細菌適宜生長的PH范圍在6～8之間，亞硝酸細菌最適宜的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，游離氨對水中微生物有很強的毒害和抑制作用。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)對曝氣生物濾池運行的影響

　　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。生物膜的量、微生物的代謝能力和代謝過程，有機物的去除動力學，出水中有機物的濃度，均與氧的供給密切相關(guān)。當溶解氧低于2mg／L時，好氧微生物生命活動受到限制，對有機物和氨氮的氧化分解不能正常進行。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散。但是啟動階段過大的曝氣量會對生物掛膜產(chǎn)生負面的影響。

　　2．7反沖洗對曝氣生物濾池運行的影響

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

　　雖然運行中過大的反沖洗水量是曝氣生物濾池工藝的一項缺陷，然而在用于三級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濾池中完全混合，有利于提高營養(yǎng)物的傳遞和整個反應(yīng)器的硝化性能。

　　實驗證明，當硝化生物膜附著在球形濾料的表面后，即使是強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較薄的具有良好傳質(zhì)性能的生物膜。

　　3．結(jié)語

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

　　影響B(tài)AF池運行效果的影響因素很多，只要控制好進水底物濃度、PH值、溶解氧、反沖洗、水力停留時間、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)，降低對環(huán)境污染程度。

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