【正文】 總氮的去除率可達 ％；哈爾濱工業(yè)大學等單位在“曝氣生物濾池的短程硝化、反硝化機理研究”中指出，曝氣生物濾池具有較強的同步脫氮、除碳效果，對總氮的去除能力可達 ～。 法國 OTV 公司的 BAF 工藝運行資料也認為，以好氧條件運行的BAF濾層中，仍存在著若干厭氧／缺氧微環(huán)境以及相當數(shù)量的厭氧／兼氧微生物，使得 BAF 濾池在發(fā)生硝化作用的同時，還伴有反硝化作用發(fā)生。 國內(nèi)大連馬欄河污水廠的 實際運行資料也證明了 BAF存在同步脫氮的效果。 馬欄河污水廠 2020年曾對 總氮進行過檢測 ，其平均去除效果亦達到 56％（原水總氮 ）。 由 于上述同程反硝化（脫氮）的效果有一定限度，因此，在進水總氮濃度較高，導致要求取得較高脫氮效果的情況下，尚需通過設(shè)置不同功能的單元組合（如設(shè)置前置缺氧池）或在同一濾池中設(shè)置不同的功能分區(qū)（如設(shè)置下部缺氧層）來滿足較高程度的脫氮要求。 ? 對環(huán)境影響小 BAF系統(tǒng)之所以對環(huán)境（包括處理廠區(qū)及周邊環(huán)境）影響小，其一是 BAF 系統(tǒng)采用了封閉的上流式流程，原污水通過管道從 BAF 底部進入，原污水的臭味被封閉在 BAF 系統(tǒng)之中，待污水通過濾料層上升至 BAF 上層水面時， 已是經(jīng)過充分凈化、清澈透明、無任何厭惡感的清水層；其二是 BAF 系統(tǒng)采用了集成式布置，將產(chǎn)生噪音的主要機、泵等設(shè)備及沖洗污水回收池集中設(shè)置在集成構(gòu)筑物內(nèi)（地下），避免了噪音外泄，對外界環(huán)境的影響甚微。 BAF“占地少、對環(huán)境影響小”的優(yōu)點，使之在市郊甚至市區(qū)內(nèi)建設(shè)城市污水廠成為可能。比如，大連馬欄河污水廠就建在市區(qū)，過往行人完全不知道圍墻內(nèi)是一座污水處理廠；四川西昌瓊海污水廠也建在交通繁忙、店鋪及住宅林立的近郊，住戶和過往路人完全感覺不到臭味和噪音的干擾，由于污水廠綠化甚密，建筑美觀，周圍老百姓甚至誤以為是新 建的“療養(yǎng)中心”。由此， BAF 污水廠對周圍環(huán)境影響之小，已可見一斑，這實為其它活性污泥污水處理廠所不能及。 ? 自動化程度高，運行管理簡單 隨 著相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進的自動化設(shè)備如傳感器、各種在線測定儀表、定時器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的普及，使 BAF系統(tǒng)的自動化得以順利實現(xiàn)。通過對處理系統(tǒng)水質(zhì)、水量及相關(guān)工藝參數(shù)的在線檢測，自控系統(tǒng)可方便地對相關(guān)設(shè)備和工藝運行參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，使 BAF處理系統(tǒng)始終處于最佳運行狀態(tài)。如此， BAF的運行管理變得簡單易行，可最大限度地減少處理廠定員和降低運行成本。對較大規(guī)模的 污水處理廠，此舉的優(yōu)越性更顯突出。 BAF系統(tǒng)設(shè)置自控系統(tǒng)的目的，是為優(yōu)化運行參數(shù)，減輕工人勞動強度，簡化管理，它需要自控，但決不依賴自控，當自控系統(tǒng)故障時，仍可切換為人工手動操作，不致影響處理系統(tǒng)的正常運行，不象序批式工藝那樣必須完全依賴自控系統(tǒng)才能運行。 ? 處理設(shè)施初期啟動極其方便、容易 由于 BAF 屬于生物膜處理工藝，當處理設(shè)施建成后，不需采取任何“接種”措施，只要按設(shè)計要求連續(xù)進（污）水并曝氣，連續(xù)運行一個月左右生物膜即可培養(yǎng)成功，此時的 BAF 出水已能基本達到排放標準。整個培養(yǎng)過程極其簡單方便，不需給予 任何特殊維護，實可稱其為“傻瓜系統(tǒng)”。 ? 對氣溫變化及間歇運行的適應(yīng)性強 由 于大量的微生物生長在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，微生物不易流失；如果需要在一段時間內(nèi)停止運行或間歇運行，只要使濾料處于水浸沒狀態(tài)，就能保持其微生物的活性，可隨時恢復(fù)運行，且在幾小時內(nèi)即可取得良好的出水水質(zhì)；如在較長時間停止不用后再恢復(fù)運行，亦可在進水、供氣后的幾天之內(nèi)恢復(fù)正常運行。也正是由于濾池所持有的高微生物量、鼓風曝氣的方式以及池體大部分處于地下的型式，使得 BAF對低氣溫以及氣溫變化的適應(yīng)性較強。 活性污泥系統(tǒng)則不然，如果系統(tǒng) 處于間歇運行狀態(tài)，則不可能獲得正常出水水質(zhì)；如果停止一段時間后再恢復(fù)運行，則需相當長的時間才能使其恢復(fù)正常；如果由于污泥膨脹而使處理系統(tǒng)遭到破 壞，則需要重新培養(yǎng)活性污泥，其難度不言而喻。 ? BAF 的構(gòu)造形式，能較好地適應(yīng)污水量逐步增加的要求 新建的城市的污水處理廠，建成初期的污水量往往不能達到設(shè)計的處理規(guī)模，而曝氣生物濾池的單元式構(gòu)造，卻能較好地適應(yīng)這種初期污水量不足的情況，只需運行 BAF 的部分單元，既能滿足處理較少污水量的要求，不致浪費能 耗。 ? BAF 可立足于國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備和器材 隨著我國的技術(shù)進步，曝氣生物 濾池所需的主要設(shè)備和器材，國內(nèi)目前均可配套生產(chǎn)，基本不需進口。只有少量自控檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu)可能需要進口或采用合資企業(yè)的產(chǎn)品。 BAF的不足之處，其一是設(shè)備裝機容量較大，主要是由于濾池沖洗系統(tǒng)的設(shè)備（反沖洗鼓風機、反沖洗水泵、反沖洗污水回收泵等）的設(shè)備容量較大（約占總裝機容量的 35～ 40％），但這些設(shè)備每日運行的時間很短（濾池一般 24 小時沖洗一次，每次約 30分鐘），并不導致耗電相應(yīng)增大；其二 BAF 濾池對施工要求較高，需精心施工，確保施工質(zhì)量。 2 BAF池應(yīng)用概況 BAF工藝在歐美應(yīng)用較為普遍，目前 ， 在歐 、美和日本等國家已有百余座大小各異的污水處理廠 采 用了這種工藝 ，用來處理 城市污水 和 工 業(yè) 廢水 ， 而且 ， 許多處理廠 是建在 用地緊張、出水水質(zhì)要 求高的地方。 在法國、丹麥、美國也有不少采用 BAF 的工程實例。 BAF工藝的突出優(yōu)越性，引起了 國內(nèi) 污水處理界的極大關(guān)注，不少城市污水和工業(yè)廢水已經(jīng)或正準備采用 BAF 工藝。比如， 大連市 馬蘭河污水廠（ 12 萬噸 /日）采用 BAF 工藝 運行已達 5年，效果良好；沈陽市已于 2020年建成 24萬噸 /日的 BAF污水廠已運行 2年；廣東新會市采用 BAF 處理 4萬噸 /日的城市污水廠已運行 5年以上；河北邯鄲市 正在建設(shè) 10 萬噸 /日的 BAF 城市污水廠；鞍山鋼鐵公司已于 2020 年設(shè)計完成 10 萬噸 BAF 污水處理廠，其出水將直接回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水等等。 2020年以來，四川省部分市、縣已設(shè)計、建設(shè)了 20 余座規(guī)?！? 萬 m3/d 的中、小型 BAF（ Biofor）城市污水處理廠，這些污水廠均位于四川省西部，處于長江上游水系流域，是國家為保護三峽庫區(qū)及長江中上游水環(huán)境而資助興建的污染治理工程。 2020年以來，已有十多座 BAF 污水處理廠先后投入工程建設(shè)，現(xiàn)已建成7 座，其中 5座已調(diào)試完畢投入運行，處理效果十分優(yōu)異 。 其它用于處理工業(yè)污水的小型 BAF 處理廠（站）更多不勝數(shù)。 3 BAF實際工程的處理效果 (1) 大連馬蘭河污水處理廠采用 BAF處理工藝，于 2020 年建成投入運行，日處理污水 12 萬 m3/d,采用串聯(lián)運行方式 ,處理效果良好，運行穩(wěn)定。其 2020 年 4～ 6月份的實際運行效果列于表 34。 (2) 四川西昌瓊海污水處理廠亦采用 BAF處理工藝，于 2020 年建成投入運行，日處理污水 萬 m3/d,采用并聯(lián)運行方式 ,處理效果優(yōu)異，運行穩(wěn)定，出水已被用作噴灑城市道路用水。其 2020年 3～ 5月份的實際運行效果列于表 34。 表 34中的數(shù)據(jù)表明， BAF 處理系統(tǒng)在調(diào)試期間顯示出十分優(yōu)越的水質(zhì)凈化效果，相關(guān)水質(zhì)指標均達到國家“ GB189182020一級 A”排放標準的要求。 BAF平均出水的 COD 小于 30mg/L， BOD、 SS 均在 10mg/L以下，氨氮小于 5mg/L，已達到城市生活雜用水（ 廁所便器沖洗 、 城市綠化 、 洗車，掃除 等 ）的水質(zhì)標準，在需要時可直接予以回用。 表 34 BAF 工藝處理城市污水的實際效果 水質(zhì)項目 大連馬蘭河污水處理廠 12 萬 m3/d， 12 組 BAF，串聯(lián)運行 四川西昌瓊海污水處理廠 萬 m3/d， 4組 BAF，并聯(lián)運行 原 水 （ mg/L） BAF 出水 （ mg/L) 去除％ 原 水 （ mg/L） BAF 出水 （ mg/L) 去除％ CODCR 480 40 ～ ～ BOD5 216 10 ～ ～ SS 350 10 ～ ～ TKN ～ ～ NH3N 40 5 ～ ～ TP ～ ～ 污水處理工藝 根據(jù)本工程批準的可研報告，針對 xx 污水處理廠的具體情況，通過對普通曝氣、兩段曝氣（ AB 法）、氧化溝、 SBR 及曝氣生物濾 池（ BAF）等幾種常用生物處理工藝比較表明，新型的曝氣生物濾池（ BAF）工藝具有較明顯的優(yōu)點，主要表現(xiàn)為：處理構(gòu)筑物容積小，占地省，投資相對較低；具有抗沖擊負荷的能力，處理效果穩(wěn)定；充氧效率高；對溫度變化的適應(yīng)能力強；自動化程度高，運行管理方便等等。 為此，本初設(shè)按曝氣生物濾池（ BAF）工藝設(shè)計。 本 初設(shè)研之所以推薦采用 BAF生物處理工藝，除 BAF系統(tǒng)所具有的上述優(yōu)勢之外，針對 xx 的具體情況，還主要考慮了以下因素： 1 BAF系統(tǒng)初期啟動和間斷后回復(fù)運行均比較容易； 2 BAF系統(tǒng)無產(chǎn)生污泥膨脹之慮，日常運行十分穩(wěn)定； 3 對原污水濃度較低的適應(yīng)性很強。四川若干城市 污水處理廠，特別是中小城市（縣、鎮(zhèn)級城鎮(zhèn)）污水廠的實踐證明，在污水收集系統(tǒng)尚處于合流制或截流式分流制狀態(tài)下，實際進廠污水的水質(zhì)一般都偏低，其 COD 多在 50～ 150mg/L之間，特別是在雨季，進廠污水的 COD甚至可低到 40～ 80mg/L；在此情況下，活性污泥系統(tǒng)往往由于污泥的增殖率低，和出水的污泥流失量（二沉池或潷水器流失的 SS）不能平衡而使處理系統(tǒng)的生物量（污泥）呈現(xiàn)“負增長”狀態(tài)，導致曝氣池的污泥濃度逐漸降低，出水水質(zhì)惡化。 而 BAF 系統(tǒng)由于其微生物固定生長在濾料上，不存在“污泥流失”問題，因此，不論進廠 水質(zhì)濃度高、低，其生物量都可自行維持平衡，保證處理系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。 剩余污泥的處理、處置 污泥處理 BAF系統(tǒng)排出的混合剩余污泥含水率約為 98～ ％，按業(yè)主提供的原污水水質(zhì)（ SS＝ 180mg/L， BOD5＝ 150mg/L）計算，每日排出的剩余污泥量（干重）約 2286kg/d（包括預(yù)沉截流污泥、化學除磷污泥及生物同化污泥等），折合含水率約 98～ ％的排泥體積約 ～ 。 剩余混合污泥采用污泥貯存（兼濃縮）和機械脫水處理。 根據(jù)本工藝混合污泥的 特征，污泥脫水采用臥螺式離心脫水機，臥螺式離心脫水機占地面積小，固體回收率高，管理方便。 污泥處置 脫水污泥建議運往城市垃圾處理場集中處置。如經(jīng)有關(guān)部門檢驗確認安全無害，也可用于農(nóng)肥或供園林部門用于非娛樂場所的綠化和荒地的土質(zhì)改良。 第四章 污水廠工藝設(shè)計 污水處理工藝流程 根據(jù)本工程批準的可研報告， xx 污水處理廠采用 BAF生物處理工藝，本初設(shè)按 BAF工藝進行設(shè)計，其處理工藝流程示意于圖41。 圖 41 曝氣生物濾 池（ BAF）工藝流程示意圖 城市污水自流進入粗格柵槽，經(jīng)粗格柵攔截粗大雜物后進入提升泵集水池，由污水提升泵提升至細格柵槽，由此往后，污水全部依靠自流通過全流程； 經(jīng)細格柵進一步攔截較細渣滓后的污水，進入旋流沉砂池，沉淀去除粒徑大于 ，以減少對后續(xù)設(shè)施和設(shè)備的磨損； 空氣 硝化液回流 沖洗泵 脫水污泥外運處置 外運處置 回用或排放 柵渣 柵渣 柵渣 排砂 加藥 （ 化學除磷 ） 超細 格柵 中間水池 城市污水 粗格柵 提升泵房 細格柵 斜管沉淀池 鐘氏 沉砂池 紫外線消毒 計量 泵 污泥貯存 污泥脫水 污水回收池 生物濾池 沖洗清水池 缺氧脫氮池 回流泵 沉砂污水自流依次進入缺氧池，斜管沉淀池，在缺氧池中，污水與回流的硝化液（ BAF 出水）混合實施脫氮；繼而進入斜管沉淀池，沉淀去除 SS和（化學除磷生成的）不溶性磷酸鹽； 沉淀出水經(jīng)超細格柵最終攔截大于 2mm 的細渣后，由水力配水井均勻分 配至各格 BAF 濾池； BAF 濾池在充分供氧的條件下，生物降解污水中的 BOD、硝化氨氮、截留 SS，其出水已得到充分凈化； BAF濾池出水（部分回流至缺氧池進行脫氮）經(jīng)紫外線消毒