【正文】 脹問題，無需污泥回流。曝氣生物濾池是充分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濾兩種處理過程合并在同一單元反應(yīng)器中。世界上首座曝氣生物濾池于1981年誕生在法國，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[2]。深入了解其性能、機(jī)理并對(duì)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用回顧與評(píng)述，將有助于提高人們對(duì)該項(xiàng)新技術(shù)的認(rèn)知水平，對(duì)曝氣生物濾池在我國污水處理中的應(yīng)用起到積極的促進(jìn)作用。在這種背景下，生物過濾的思想被引入到污水處理中來，于是體積小、出水水質(zhì)好、具有模塊化結(jié)構(gòu)并可自動(dòng)化操作的曝氣生物濾池(biological aerated filter，BAF)就應(yīng)運(yùn)而生了。尋求經(jīng)濟(jì)高效的污水處理技術(shù)，對(duì)促進(jìn)污水回用的發(fā)展和水環(huán)境的恢復(fù)有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。關(guān)鍵字：污水處理、曝氣生物濾池、脫氮除磷、應(yīng)用進(jìn)展水資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)之一，已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。對(duì)曝氣生物濾池的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行深入探討，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)曝氣生物濾池與其他工藝組合的優(yōu)化研究，將完善曝氣生物濾池的工藝體系，拓寬其使用范圍。曝氣生物濾池淺析摘要：曝氣生物濾池是一種將生物氧化機(jī)理與深床過濾機(jī)理有機(jī)結(jié)合的新型污水生物處理技術(shù)。本文對(duì)曝氣生物濾池的工藝原理、工藝特點(diǎn)、工藝形式進(jìn)行了綜合評(píng)述，對(duì)其在城市生活污水處理中去污效能、啟動(dòng)方式、反沖洗形式及理想填料的應(yīng)用與最新研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)介紹，尤其對(duì)目前曝氣生物濾池存在的優(yōu)點(diǎn)與不足進(jìn)行了針對(duì)性的分析。因此，曝氣生物濾池將在我國污水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來隨著城市建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展，城市用水量急劇增加，大量不達(dá)標(biāo)污廢水的排放不僅污染了環(huán)境和水源，更加重了水資源的日益短缺和水質(zhì)的日益惡化，從而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)。生物法是污水處理的基本方法，然而傳統(tǒng)污水生物處理工藝不可避免的具有占地面積比較大、處理系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行管理難度大、處理效能低下等缺點(diǎn)，而且隨著城市發(fā)展步伐的加快及城市區(qū)域的拓展，污水處理設(shè)施離城區(qū)越來越近，有的甚至建在城區(qū)，污水廠土地的使用也受到嚴(yán)格的限制[1]。作為一種新型污水處理技術(shù)，曝氣生物濾池工藝尚處于發(fā)展完善過程中。一、曝氣生物濾池的工藝原理及特點(diǎn)曝氣生物濾池是20世紀(jì)80 年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型的污水處理技術(shù)，它是由滴濾池發(fā)展而來并借鑒了快濾池形式，在一個(gè)單元反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成了生物氧化和固液分離的功能。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。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)，利用濾料上所附生物膜中高濃度的活性微生物強(qiáng)氧化分解作用以及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。不同類型曝氣生物濾池構(gòu)造特點(diǎn)序號(hào)工藝形式進(jìn)出水方式填料曝氣管位置反沖洗方式1B IOCARBON上進(jìn)下出石英砂濾池中下部氣水聯(lián)合反沖、底部設(shè)反沖洗進(jìn)氣、水裝置2B IOFOR下進(jìn)上出陶粒濾池底部氣水聯(lián)合反沖、氣水同時(shí)進(jìn)入混合室3B IOSTYR下進(jìn)上出聚苯乙烯濾池中下部氣水聯(lián)合反沖、反沖水采用下向流4B IOSMED I下進(jìn)上出合成輕質(zhì)濾料濾池底部脈動(dòng)反沖洗、沖洗時(shí)下部形成空氣室5B IOPUR上進(jìn)下出規(guī)整波紋板濾池底部氣水聯(lián)合反沖、底部設(shè)反沖洗進(jìn)氣、水裝置隨著人們對(duì)曝氣生物濾池研究的深入， BAF反應(yīng)器的關(guān)鍵工藝參數(shù)也有了較大的調(diào)整，其工藝參數(shù)大致如下；容積負(fù)荷與要求出水水質(zhì)相關(guān)，一般情況下有機(jī)物負(fù)荷為2～10 kg BOD5 /m3 ?d；硝化0. 5～3 kgNH32N /m3 ?d；反硝化018～7 kg NO32N /m3 ?d； 水力負(fù)荷6～16 m3 /m2 ?h；氣水比(1～3)∶1，最大不超過10∶1； 填料粒徑為2～8 mm；填料高度為2～4m；單級(jí)反沖周期24 ～48 h；多級(jí)反沖周期24 ～48h，硝化反硝化濾池運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)；單池反沖水量約占產(chǎn)水量的8%左右，或?yàn)閱纬靥盍象w積的3倍左右；反沖時(shí)間20～30 min，反沖洗水強(qiáng)度15～35 L /m2 ?s，氣強(qiáng)度15～45 L /m2 ?s。曝氣生物濾池內(nèi)填料的物理吸附和過濾截留作用以及生物膜的生物氧化作用決定了池內(nèi)SS和有機(jī)物的高效去除，國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究及應(yīng)用也充分證明了上述觀點(diǎn)。Gilbert Desbos等[4]在研究SS和COD的去除率同濾速之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負(fù)荷的增大并不是因?yàn)檫M(jìn)水中更多的SS，而是由于更高的流量和低停留時(shí)間時(shí)，去除效率是相當(dāng)穩(wěn)定的，總的SS去除率在80% ～90%之間，而COD去除率在70% ～80%之間波動(dòng)。大連市馬欄河污水處理廠采用B IOFOR型BAF，在處理量為12萬m3 /d， COD負(fù)荷最大6 kg COD /m3 ?d的情況下，出水COD小于75 mg/L。氨氮是污水處理中最主要的目標(biāo)去除物之一。硝化作用，有關(guān)BAF硝化性能的研究已得到越來越多研究者的重視，通過優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)BAF的硝化效率已得到了明顯的提高。英國水研究中心Dillon等[7]對(duì)BAF的硝化能力研究結(jié)果表明當(dāng)?shù)莘e負(fù)荷為0163 kg/m3 ? d 時(shí)， NH+2N 去除率可達(dá)90%。F1Fdz2Polanco[9]等對(duì)淹沒式曝氣生物濾池硝化過程中異養(yǎng)菌和硝化菌的空間分布情況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)COD∶NH+42N為4∶1，進(jìn)水COD低于200 mg/L 時(shí)不影響硝化效能；當(dāng)進(jìn)水COD高于200 mg/L 時(shí)，硝化效能將無法達(dá)到100%；盡管BAF的氨氮去除效能在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，但有關(guān)進(jìn)水負(fù)荷，有機(jī)物濃度以及硝化細(xì)菌分布特征還需進(jìn)一步探討。反硝化作用，由于曝氣生物濾池中存在厭氧和兼性微生物，使得反硝化得以進(jìn)行。Pujol等[10]還比較了前置反硝化和后置反硝化的優(yōu)劣，認(rèn)為反硝化過程應(yīng)采用上向流的進(jìn)水方式進(jìn)行。另外，曝氣生物濾池獨(dú)特的空間梯度分布特征及運(yùn)行特點(diǎn)使其具備了一定的短程硝化反硝化能力，曝氣生物濾池采用粒狀顆粒作為過濾和生物氧化的介質(zhì)和載體，在整體上和每一單元填料表面所附著生物膜中都存在著基質(zhì)和溶解氧的濃度梯