【正文】 然通風(fēng)完成的，氧氣通過(guò)濾料的空隙，傳遞到流動(dòng)水層、附著水層、好氧層。此種方法處理污水的負(fù)荷較低，但出水水質(zhì)很好，故亦成為低負(fù)荷生物濾池。20世紀(jì)初，英國(guó)最先得到實(shí)際應(yīng)用，之后歐洲和北美得到了應(yīng)用。為了提高生物濾池的處理效率，20世紀(jì)中期，出現(xiàn)了人工制造的濾料，由于其比表面積大，濾料之間的空隙大，質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)，提高了生物濾池的負(fù)荷，減小了占地面積，高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池工藝得到了發(fā)展。 生物濾池的構(gòu)造（1）普通生物濾池的構(gòu)造普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)四部分組成。① 池體：普通生物濾池在平面上多呈方形或矩形。四周圍以池壁，池壁起圍擋濾料的作用，一般用磚石或混凝土筑造。池壁要能承受濾料的壓力，～。普通生物濾池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個(gè)，并按同時(shí)工作設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量按平均日廢水流量計(jì)算。② 濾料：濾料是生物濾池的主體，對(duì)生物濾池的凈化功能有直接的影響，對(duì)濾料的要求是：具有較大的比表面積，以利于形成較高的生物量；較大的空隙率，以利于氧的供應(yīng)和氧的傳遞；具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性強(qiáng)；價(jià)格低廉，能夠就地取材。常用實(shí)心拳狀濾料，主要有碎石、卵石、爐渣和焦炭等。濾料分為工作層和承托層，～?！?，粒徑一般在 30～50mm；，粒徑為60～100mm。各層濾料粒徑應(yīng)均勻一致，對(duì)于有機(jī)物濃度較高的廢水，應(yīng)采用粒徑較大的濾料，以防止濾料堵塞。③ 布水系統(tǒng)：生物濾池布水系統(tǒng)的作用是向?yàn)V料表面均勻地布水。若布水不均勻，會(huì)造成某一部分濾料負(fù)荷過(guò)大，而另一部分負(fù)荷不足。普通生物濾池常用的布水系統(tǒng)是固定噴嘴式布水系統(tǒng)。固定噴嘴式布水系統(tǒng)是由投配池、虹吸裝置、布水管道和噴嘴四部分所組成。污水進(jìn)入配水池，當(dāng)水位達(dá)到一定高度后，虹吸裝置開(kāi)始工作，污水進(jìn)入布水管路。配水管設(shè)有一定坡度以便放空，～，噴嘴安裝在布水管上，～，噴嘴的口徑為15～20mm。當(dāng)水從噴嘴噴出，受到噴嘴上部設(shè)有的倒錐體的阻擋，使水流向四周分散，形成水花，均勻噴灑在濾料上。當(dāng)配水池水位降到一定程度時(shí)，虹吸被破壞，噴水停止。這種布水裝置的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方便，易于管理和受氣候影響較小，缺點(diǎn)是需要的水頭較大（20m）。④ 排水系統(tǒng)：生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)在濾池的底部，其作用為排除處理后的污水、保證濾池有良好的通風(fēng)和支撐濾料。排水系統(tǒng)包括滲水裝置、集水溝和排水渠。滲水裝置有多種，常用的是混凝土板式滲水裝置。滲水裝置的作用是支撐濾料，排除濾過(guò)的污水，進(jìn)入空氣。滲水裝置上的空隙總面積不得小于濾池總面積的20％。池底以l％～2％的坡度坡向集水溝，～，％～％的坡度坡向總排水溝，％，為了通風(fēng)良好，總排水溝的過(guò)水?dāng)嗝娣e應(yīng)小于其總斷面積的50％，以免發(fā)生沉積和堵塞。小型的普通生物濾池，池底可不設(shè)集水溝，全部做成1％的坡度，坡向總排水溝。普通生物濾池的優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，BOD5去除率可達(dá)90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)是占地面積大，易于堵塞，池蠅很多，影響環(huán)境衛(wèi)生。（2）高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造與普通生物濾池基本相同，常用的高負(fù)荷生物濾池一般由鋼筋或磚石砌筑而成，池平面有矩形、圓形或多邊形，其中以圓形為多，主要組成部分是濾料、池壁、排水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)。與普通生物濾池的不同之處有：① 高負(fù)荷生物濾池多采用連續(xù)工作的旋轉(zhuǎn)式布水器，由進(jìn)水豎管和可旋轉(zhuǎn)的布水橫管組成，故其平面尺寸多為圓形。布水橫管有2根或4根，～，橫管繞豎管旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力可以用電機(jī)，也可用水力反沖產(chǎn)生。② 高負(fù)荷生物濾池的濾料與普通生物濾池不同。其濾料粒徑一般為40～100mm，大于普通生物濾池，濾料的空隙率較高。（3）塔式生物濾池的構(gòu)造塔式生物濾池的構(gòu)造與一般生物濾池基本相似，主要不同在于采用輕質(zhì)高孔隙率的塑料濾料和塔體結(jié)構(gòu)。主要由塔身、濾料、布水設(shè)備、通風(fēng)裝置和排水系統(tǒng)所組成。① 塔身：塔身起圍擋濾料的作用，可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼框架與塑料板面的混合結(jié)構(gòu)。塔身分若干層，每層設(shè)有支座以支撐濾料和生物膜的重量，另外，塔身上還開(kāi)設(shè)觀察窗，供觀察、采樣、填裝濾料等用。② 濾料：塔濾中所采用濾料大多為輕質(zhì)高孔隙率的塑料濾料。其形狀可做成蜂窩狀；波紋狀等。目前多采用經(jīng)酚醛樹(shù)脂固化，內(nèi)切圓直徑為19～25mm的紙質(zhì)蜂窩濾料和玻璃布蜂窩濾料。③ 布水裝置：塔濾的布水裝置與一般的生物濾池相同，也廣泛使用旋轉(zhuǎn)布水器，也采用固定式穿孔管。前者適用于圓形濾池，后者適用于方形濾池。④ 通風(fēng)裝置：塔濾一般都采取自然通風(fēng)，～，周圍留有通風(fēng)孔。也可以采用人工機(jī)械通風(fēng)。⑤ 排水系統(tǒng)：塔濾的出水匯集于塔底的集水槽，然后通過(guò)渠道送往沉淀池進(jìn)行生物膜與水的分離。 生物濾池的運(yùn)行方式生物過(guò)濾法系統(tǒng)基本上由初沉池、生物濾池、二沉池組合而成，其組合型式有單級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)和多級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)。在確定流程時(shí)，通常要解決的問(wèn)題是：①是否設(shè)初次沉淀池；②采用幾級(jí)濾池；③是否采用回流，回流方式和回流比的確定。當(dāng)廢水含懸浮物較多，采用拳狀濾料時(shí)，需有初次沉淀池，以避免生物濾池阻塞。處理城市污水時(shí)，一般都設(shè)置初次沉淀池。下述三種情況應(yīng)考慮用二次沉淀池出水回流：①人流有機(jī)物濃度較高，可能引起供氧不足時(shí)。有人建議生物濾池的人流CODB應(yīng)小于400mg/L；②水量很小，無(wú)法維持水力負(fù)荷率在最小經(jīng)驗(yàn)值以下時(shí)；③污水中某種污染物在高濃度時(shí)可能抑制微生物生長(zhǎng)的情況下，應(yīng)考慮回流。采用回流的優(yōu)點(diǎn)是：①增大水力負(fù)荷、促進(jìn)生物膜的脫落、防止堵塞；②污水被稀釋，降低了基質(zhì)濃度；③可向生物濾池連續(xù)接種，促進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)；④提高進(jìn)水的溶解氧；⑤由于進(jìn)水量增加，有可能采用水力旋轉(zhuǎn)布水器；⑥防止濾池滋生蚊蠅。但它的缺點(diǎn)是：縮短污水在濾池中的停留時(shí)間；灑水量大，將降低生物膜吸附有機(jī)物的速度；回流水中難降解的物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生積累，以及冬天使池中水溫降低等。采用生物濾池處理污水時(shí)，應(yīng)該做好濾池類型和運(yùn)行系統(tǒng)的選擇。一般說(shuō)來(lái)，低負(fù)荷生物濾池的體積大、占地多、濾料的需要量大、易堵塞，常出現(xiàn)池蠅和臭味，目前已不常采用，僅在水量小的地區(qū)選用。目前大多數(shù)采用高負(fù)荷生物濾池。 生物濾池的性能生物濾池早于活性污泥法，活性污泥法的發(fā)明之初是以生物濾池的替代工藝出現(xiàn)的，但生物濾池至今仍有大量應(yīng)用。與活性污泥工藝不同的是，在生物濾池中常采用出水回流，而基本不會(huì)采用污泥回流，因此從二沉池排出的污泥全部作為剩余污泥進(jìn)入污泥處理流程進(jìn)行進(jìn)一步的處理。 生物濾池的適用范圍（1）微污染原水生物預(yù)處理。有效去除原水中氨氮、耗氧量物質(zhì)，提高飲用水的生物穩(wěn)定性；（2）中水處理。進(jìn)一步去除污水處理廠二級(jí)出水的氨氮和SS，達(dá)到城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；（3）污水處理。形成多種組合工藝，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解，去除SS、COD、PO4P的作用。 曝氣生物濾池曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter）簡(jiǎn)稱BAF，被稱為第三代生物濾池，是20世紀(jì)80年代末在歐美發(fā)展來(lái)的一種新型的污水處理技術(shù)，它是由滴濾池發(fā)展而來(lái)并借鑒了給水快濾池形式，在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成了生物氧化和固液分離的功能，不需設(shè)置二沉池。世界上首座曝氣生物濾池于1981年誕生于法國(guó)。隨著環(huán)境對(duì)出水水質(zhì)要求的提高，該技術(shù)在全世界城市污水處理中獲得了廣泛的推廣應(yīng)用，目前，在全球已有數(shù)百座大小各異的污水處理廠采用了BAF技術(shù)，并取得了良好的處理效果。 工藝原理曝氣生物濾池是借鑒污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，將生物降解與吸附過(guò)濾兩種處理過(guò)程合并在同一單元反應(yīng)器中，以濾池中填裝的粒狀填料（如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等）為載體，在濾池內(nèi)部進(jìn)行曝氣，使濾料表面生長(zhǎng)著大量生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料表面上所附生物膜中高濃度的活性微生物的強(qiáng)氧化分解作用和濾料粒徑較小的特點(diǎn)，充分發(fā)揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留作用以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的分級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)污染物的高效清除，同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧區(qū)域的存在，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的功能。 工藝特點(diǎn)（1）出水水質(zhì)好。BAF可去除污水中的懸浮物、COD、細(xì)菌和大部分氨氮，出水SS小于10mg/L。但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。（2）微生物生長(zhǎng)在粗糙多孔的濾料表面，不易流失，對(duì)有毒有害物質(zhì)有一定適應(yīng)性，運(yùn)行可靠性高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。無(wú)污泥膨脹問(wèn)題。（3）與普通活性污泥法相比，具有容積負(fù)荷Fr高（有機(jī)物的降解速度高）、占地面積?。ㄊ瞧胀ɑ钚晕勰喾ǖ?/3）、投資少（節(jié)約30%）。（4）需進(jìn)行反沖洗，反沖水量較大，且運(yùn)行方式復(fù)雜，但易于實(shí)現(xiàn)自控。（5）菌群結(jié)構(gòu)合理。傳統(tǒng)的活性污泥法微生物的分布相對(duì)均勻，而在BAF中沿污水流程能形成不同的優(yōu)勢(shì)生物菌種，可使有機(jī)物降解、硝化/反硝化能在同一個(gè)池子中發(fā)生，簡(jiǎn)化了工藝流程。在距進(jìn)水端較近的濾層中，污水中的有機(jī)物濃度較高，各種異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)，主要是去除BOD；在距出水端較近的濾層中，污水中的有機(jī)物濃度已較低，自養(yǎng)型的硝化菌占優(yōu)勢(shì)，可以進(jìn)行氨氮的硝化反應(yīng)。在設(shè)置回流或單獨(dú)設(shè)置反硝化段的情況下可以實(shí)現(xiàn)較好的脫氮效果。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況世界上首座曝氣生物濾池于1981年在法國(guó)投產(chǎn)，隨后在歐洲各國(guó)得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)和加拿大等美洲國(guó)家在20世紀(jì)80年代末引進(jìn)此工藝，日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣也先后引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)。目前世界上較大的環(huán)保公司如法國(guó)得利滿公司、德國(guó)菲力普穆勒公司、法國(guó)VEOLIA公司均把它作為拳頭產(chǎn)品在全世界推廣。在中國(guó)內(nèi)地，曝氣生物濾池正處于推廣階段。大連市馬欄河污水處理廠是我國(guó)第一個(gè)采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠（由東北市政院設(shè)計(jì)），廣東新會(huì)東郊污水處理廠采用了水解——曝氣生物濾池污水處理工藝（由中冶馬院設(shè)計(jì)）。我國(guó)一部分工業(yè)廢水的處理也采用了此項(xiàng)技術(shù)。國(guó)內(nèi)許多科研設(shè)計(jì)單位對(duì)曝氣生物濾池也進(jìn)行了試驗(yàn)研究。隨著曝氣生物濾池在世界范圍內(nèi)不斷推廣和普及，很多學(xué)者在其結(jié)構(gòu)形式、功能、啟動(dòng)和濾料等方面進(jìn)行了具體的研究，取得了很多成果。 常見(jiàn)工藝分類（1）BIOSTYR工藝BIOSTYR是法國(guó)OTV公司的注冊(cè)水處理工藝技術(shù)，由于采用新型輕質(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(shuō)明其工藝結(jié)構(gòu)與基本原理。 BIOSTYR工藝是一種上流生物濾池，是一種運(yùn)行可靠、自動(dòng)化程度高、出水水質(zhì)好、抗沖擊能力強(qiáng)和節(jié)約能耗的新一代污水處理革新工藝，工藝成熟高效。 污水通過(guò)濾料層，水體含有的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉(zhuǎn)化，同時(shí)，溶解狀態(tài)的有機(jī)物和特定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在過(guò)濾層中，而只讓凈化的水通過(guò)，這樣可在一個(gè)密閉反應(yīng)器中達(dá)到完全的生物處理而不需在下游設(shè)置二沉池進(jìn)行污泥沉降。 濾池底部設(shè)有進(jìn)水和排泥管，中上部是填料層，～，為防止濾料流失，濾床上方設(shè)置裝有濾頭的混凝土擋板，濾頭可從板面拆下，不用排空濾床，方便維修。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)有回流泵用于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，在不需要反硝化的工藝中沒(méi)有該回流系統(tǒng)。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。 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曝氣(主要由曝氣風(fēng)機(jī)提供增氧曝氣)，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，填料層的高度不同，好氧區(qū)、厭氧區(qū)所占比例也相應(yīng)變化；濾池底部的空氣管路是反沖洗空氣管。 該工藝具有如下特點(diǎn)：①上流濾池，底部渠道進(jìn)配水，頂部出水；②濾料比重小于1；③穿孔管曝氣，節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)；④濾頭在濾池的頂部，與處理后水接觸，易于維護(hù)；⑤重力反沖洗，無(wú)須反沖洗水泵；⑥工藝空氣和反沖洗用氣共用鼓風(fēng)機(jī)；⑦曝氣管可布置在濾層中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能。（2）Biofor工藝Biofor（生物過(guò)濾氧化反應(yīng)池）是得利滿水務(wù)繼滴濾池、Biodrof干式過(guò)濾系統(tǒng)之后的專為污水處理廠設(shè)計(jì)的第三代生物膜反應(yīng)池。與其它類型的生物過(guò)濾工藝相比，Biofor主要具有下列特性：①向上流生物過(guò)濾 進(jìn)水自濾池底部流向頂部，上流過(guò)濾在濾池的整個(gè)高度上持續(xù)提供正壓條件，與下向流過(guò)濾相比提供了許多優(yōu)勢(shì)。 ②使用特制的過(guò)濾及生物膜支持煤介：Biolite生物濾料確保獲得較高的生物膜濃度和較大的截留能力，并加長(zhǎng)了運(yùn)行周期。 ③高性能曝氣 Biofor采用了特制的曝氣頭：它不僅能高效的供氧，而且節(jié)約能源、使用安全、易于操作和維護(hù)。 ④流體完全均勻的分布 空氣和水流為同向流。Biofor生物濾池的濾板配有25UB33e濾頭，該濾頭的防阻塞設(shè)計(jì)通過(guò)均勻的配水使過(guò)濾效果優(yōu)化。（3）BIOSMEDI工藝上海市政院鄒偉國(guó)等開(kāi)發(fā)了一種名為BIOSMEDI的曝氣生物濾池，它采用脈沖反沖洗、氣水同向流的形式，可用于微污染源水預(yù)處理或污水深度處理。 BIOSMEDI生物濾池是上海市政工程設(shè)計(jì)研究院針對(duì)微污染原水開(kāi)發(fā)的一種新型生物濾池，該濾池以輕質(zhì)顆粒濾料為過(guò)濾介質(zhì)，濾料比重較小，粒徑的大小為4～5mm左右，比重及粒徑的大小可根據(jù)實(shí)際需要選擇確定，這種濾料具有來(lái)源廣泛、濾料比表面積大、表面適宜微生物生長(zhǎng)、價(jià)格便宜（300～500元/立方米）、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。 BIOSMEDI生物濾池原理：濾池上部采用鋼筋混凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水）抵制濾料的浮力及運(yùn)行的阻力。在濾層下部，用混凝土板或鋼板分隔在濾層下部形成氣囊，在反沖洗時(shí)下部形成空氣室。原水從進(jìn)水閥進(jìn)入氣室，通過(guò)中空管進(jìn)入濾層，在濾料阻力的作用下使濾池進(jìn)水均勻，空氣布?xì)夤馨惭b在濾層下部，空氣通過(guò)穿孔布?xì)夤苓M(jìn)行布?xì)?，?jīng)過(guò)濾層去除水中的有機(jī)物、氨氮后，出水經(jīng)倒濾頭進(jìn)入上部清水區(qū)域排出。 濾池反沖洗采用脈沖沖洗的方法，首先關(guān)閉進(jìn)水閥及曝氣管，打開(kāi)濾池下部的反沖洗氣管，在濾層下部形成一段氣墊層，當(dāng)氣墊層達(dá)到一定高度后，此時(shí)瞬時(shí)把氣墊層中的空氣通過(guò)閥門(mén)或虹吸的方法迅速排空，此時(shí)濾層中