曝气生物滤池.ppt

1、BAF曝气生物滤池，生物膜处理技术，1. BAF工艺的概要2. BAF类型和工艺的结合3. BAF系统结构(结构分析)4. BAF运行管理5. BAF设计和施工要点，注意事项，曝气生物滤池是从80年代末到90年代初基于普通生物滤池，参考供水滤池工艺而开发的污水生物处理新技术。 曝气生物滤池填充高比表面积的粒子填充剂，提供微生物膜生长的载体，污水上下或从下向上流过过滤层，过滤层下部设置送风曝气，空气与污水反方向或同方向接触，污水中的有机物和填充剂表面的生物膜发生生化反应而分解，填充剂同时1 .概述，法国OTV公司在20世纪80年代末首次开发曝气生物滤池(简称BAF )后的几十年间，在科学家和工程

2、技术人员的合作下，BAF技术取得了很大发展，技术更成熟，功能更完善。 该技术不仅适用于污水处理厂三级精处理和水体富营养化处理，还广泛应用于城市污水、小区生活污水、各种工业废水处理。 随着研究的深入，曝气生物滤池从单一技术逐渐发展为一系列综合技术，具有SS、COD、BOD5、硝化、脱氮除磷作用。 其最大特点是生物氧化和捕集悬浮固体一体化，节约后续二次沉淀池，在保证处理效果的基础上简化处理过程。 另外，曝气生物滤池工艺的有机物容积负荷高，水力负荷大，水力停留时间短，所需的基础设施投资少，能源消耗和运行成本低，同时该工艺的出水水质高。 2、BAF类型和工艺的组合，2.1BAF曝气生物滤池的基本类型，

3、如生物碳工艺bicarbone结构图所示，滤材为密度比水大的球形陶粒，结构类似于普通的高速滤池，预处理的污水从滤池上部流入在滤池下部进行曝气，气水逆流，反应器中有机物被微生物氧化分解，NH3N被NO3N氧化，并且生物膜内部存在厌氧/氧的环境，能在硝化的同时实现部分脱氮。 在没有脱氮要求的情况下，滤池底部的水可以直接从系统中排出，部分是为了反洗而残留的。 有脱氮要求的话，水在进入下一级的脱氮柱的同时，还需要增加碳源。 一般来说，一个BIOCARBONE滤池不能同时获得理想的硝化/脱氮效果。 随着过滤的进行，过滤材料表面新产生的生物量增加，陷阱的SS持续增加，在最初阶段水头损失的增加缓慢，固体物质

4、在一定程度上积蓄后，在过滤层上部形成表面堵塞层，气泡的释放被阻止，水头损失迅速上升，马上就达到了极限水头损失。 此时立即进行反洗再生，去除过滤床内过剩的生物膜和SS，恢复处理能力。 反洗并用了气水和反洗。 逆洗水是经过处理的基准水，逆洗水从过滤池的底部向上部流出，逆洗空气来自底部单独的逆洗吸气管，逆洗时关闭底部供水和处理空气，水分交替逆洗，最后用水冲洗。 过滤层稍微膨胀，气体水因填充剂的流体洗涤和填充剂的摩擦，老化的生物膜和被捕获的SS从填充剂中分离出来，在漂洗阶段被从过滤池中挤出，逆洗污泥被返回到前处理部。 BIOSTYR工艺是法国OTV公司对独特的BIOCARBONE进行了改良，过滤器是相

5、对密度小于1的球形有机粒子，浮在水中。 预处理的污水和被硝化的滤池的水以一定的逆流比混合后进入滤池的底部。 在滤池中间进行曝气，根据脱氮度把滤池分为不同体积的好氧和缺氧部分。 在缺氧区，另一方面反硝化菌把给水中的有机物作为碳源利用，将滤池中的NO3N变换为n-2，实现反硝化。另一方面，填料上的微生物在利用入水中的溶解氧和脱氮产生的氧分解BOD的同时，SS的一部分被滤床内捕获，好氧段的固体负荷被减轻。 在缺氧段处理过的污水进入好氧段，好氧段的微生物通过气泡移动到水中的溶解氧进一步分解BOD，硝化菌将NH3N氧化成NO3N，过滤床持续捕集未在缺氧段除去的SS。 从过滤池流出的水从上部过滤头排出，过

6、滤池的水以分为排出处理系统的逆流比与原水混合，用于脱氮的反洗。 BIOSTYR工艺在BIOSTYR中，只要进行单独硝化或反硝化，就可以将曝气管的位置设置在滤池的底部。 在BIOSTYR中，随着过滤的进行，水头损失的增加与BIOCARBONE不同，水头损失的增加与运转时间有正相关关系。 水头损失达到极限水头损失时，马上进行逆洗，恢复滤池的处理能力，由于BIOSTYR上没有形成表面堵塞层，所以BIOSTYR流程的执行时间比BIOCARBONE流程的执行时间相对长。 那个踢水是储存在过滤池底部的满足标准的排水，从上到下进行踢水。 其排斥过程基本上与BIOCARBONE过程相似。 相比之下，BIOST

7、YR工艺的优点是重力流逆流清洗不需要反冲泵，可以节省动力，过滤头位于滤池的上部，预处理水的接触不易堵塞，容易交换的硝化/反硝化可以在同一池内进行。 biefor技术、biefor技术是Degremont公司开发的，其底部为气水混合室，上为长柄过滤头、曝气管、缓冲层、滤材。 BIOFOR和BIOSTYR的区别在于，采用密度比水高的过滤器，自然堆积，其馀的结构、动作方式、功能等与BIOSTYR不同。 以上是曝气生物滤池的三种主要形式，在世界范围内得到应用，其中BIOCARBONE为初期形式，目前多采用BIOSTYR和BIOFOR技术。 本公司采用的BAF技术也属于BIOFOR技术的范畴。 2.2B

8、AF曝气生物过滤池的功能分类，曝气生物过滤池在污水处理中除去污染物和营养物质，可分为除碳型(DC曝气生物过滤池)、硝化型(n曝气生物过滤池)、硝化/脱氮型、后脱氮型及除磷过滤池等。 曝气生物滤池的功能调整是通过设置曝气管，即分配好氧区及厌氧区来控制硝化反应和脱氮反应的程度(也可单独进行硝化反应或脱氮反应)来实现其功能。 另外，还通过供水水质控制来实现。 (例如出水流、入水中加入磷凝集剂等)、碳除去型(DC曝气生物过滤池)主要用于处理对生物化学上好的工业废水和氨性氮等营养物质没有特别要求的生活污水，主要用于除去污染水中的碳化有机物和污水中的浮游物，即BOD、COD、 以单纯去除污染(废)水中的碳

9、化有机物为主要成分的曝气生物滤池称为DC曝气生物滤池。 DC曝气生物滤池是生物膜法的处理过程，因此给水有机物浓度高，同时有机负荷大，生物反应速度快，微生物增殖也快，同时老化脱落的微生物膜也多，缩短了滤池的反冲洗周期。 因此，建议使用DC曝气生物滤池处理污水时，供给CODcr1500mg/L、BOD/COD0.3。 硝化型(n曝气生物滤池)、硝化型曝气生物滤池主要是硝化污水中的氨氮，故称为n曝气生物滤池，适于只需要硝化反应的场合(即排放标准只要求氨氮，不规定总氮) 。 在这个段滤池中，供气充足的整个过滤床处于好氧状态，供水中的有机物浓度低，因此异养微生物少，优势生长的微生物用自营养性硝化菌将污水

10、中的氨性氮氧化成硝酸性氮或亚硝酸性氮。 同样，在这个阶段的滤池中，因为微生物增殖，老化脱落的微生物膜也很多，所以有必要以一定时间间隔逆洗滤池。不设置反硝化型(DN曝气生物滤池)、反硝化型(DN )曝气生物滤池、曝气管路，仅设置反洗布气管路。 脱氮型(DN )曝气生物滤池整个过滤床处于厌氧状态，在厌氧条件下NO3-N和NO2-N在硝化菌的作用下被还原成气体状N2，实现脱氮作用的反硝化型(DN )曝气生物滤池在出水总n有要求的情况下适用的硝化/脱氮型、具有硝化和脱氮功能的BAF生物滤池， 曝气管处于过滤床中计算的位置，将过滤床分为下部厌氧区和上部好氧区，可去除可分解污染物、碳污染物(COD和BOD

11、 )、浮游物(SS )、氨氮和硝酸盐(即总氮)。 污水首先进入滤床下部的厌氧区，在此进行反硝化反应。 也就是说，在厌氧条件下，NO3-N和NO2-N通过硝化菌被还原成气态N2，然后进入上部好氧区，在此分解含碳污染物，将氨性氮转化成硝酸性氮。 2.3BAF曝气生物过滤池处理工艺流程采用曝气生物过滤池处理工艺时，根据处理对象的不同和要求的排放水质指标的不同，可将BAF工艺分为以下几类：除c工艺、除C/硝化工艺、除C/反硝化工艺、除C/反硝化工艺除2.3.1的工艺、除c型BAF的工艺主要是为了去除水体中的有机污染物(COD )。 为了使滤池以长周期运行，减少反洗次数，减少能源消耗，用BAF处理生活污

12、水和工业废水时，一般是对原水进行预处理。 否则，原水中的大量杂质和SS会进入曝气生物滤池，堵塞曝气、布水系统，会给系统运行带来不良结果。 预处理阶段一般需要通过沉淀和水解氧化，对工业废水在BAF滤池前增设调节池。 用BAF处理饮用水的微污染，饮用水源的固体杂质远远少于生活、工业污水，不需要考虑预处理就能往BAF过滤池中加水。c型曝气生物滤池法示意图：除2.3.2硝化技术外，上图a是BAF最早工艺的原型，原水经过预沉，向预沉池注入絮凝剂，然后经过BAF滤池进一步去除COD、BOD，同时发生硝化反应，将NH3N硝化成NO3N。 在这个过程中，生物膜的厌氧环境的存在对TN有一定的去除率，但TN不是控

13、制指标，而是适合NH3N排放要求的过程。 图a的工艺本质上与图b的工艺没有太大差别，但图b的工艺适用于固体杂质多、泥量多的原水，能够通过水解减少一次处理的泥量，降低泥的成本。 2.3.3除硝化/脱氮工艺外，可如图c流程所示达到脱n的目的。 原水经过水解预处理去除SS等固体杂质，进入BAF滤池，在BAF滤池去除有机污染物的同时，将NH3N氧化成NO3N，将BAF滤池的一部分水返回水解池，利用浸水中的c源实现脱氮。 回流比r一般为100300%，该过程是基于A/O思想开发的。 图d的技术分别在两个滤池进行硝化和脱氮，该技术操作方便，运行可靠。 根据原水水质情况，选择事先沉淀或水解预处理，水进入一次

14、BAF滤池，在滤池中实现有机物的去除，同时发生硝化反应。 一次BAF滤池的水进入二次BAF滤池之前必须加入碳源(甲醇、乙醇等有机物)。 通过一次BAF滤池的污水中的有机物，一般不能满足二次BAF脱氮所需的碳源。 外碳源的量必须严格控制。 外碳源的量过少的话，脱氮不彻底，无法实现TN的排出。 因为外碳源过多的话，水COD有可能超过基准，所以建议适当增加碳源，但是在水中必须将DO维持在24mg/L，使水COD不超过基准。除了2.3.4c/p/硝化/工艺，从目前的BAF运行工艺来看，完全用生物除磷难以达到排放标准的生物除磷会失去生物滤池的高负荷特征，投资过大，因此用添加FeC13药剂的方法除磷生物滤

15、池耐水力冲击负荷强，因此处理后的水过剩回流，运行中添加化学药剂，化学处理和生物处理同时应用于系统中，达到除n p目的，减少化学药剂的相对使用量，降低运行费用。 BAF除磷主要有两种前置除磷和后置除磷。 浸水的固体杂质少的情况下，可以选择除磷工艺。浸水的固体杂质多的情况下，最好之后除去磷，除磷剂一般来说FeCl3是经济的。 如上图所示，C/p/硝化/工艺与c/硝化工艺的不同在于，通过在沉淀池中添加化学除磷剂，能够同时除去给水中的SS等杂质，如果投入除磷剂的量适当，就能够排出水p。 但是， 在这个过程中预处理磷必须保证BAF生物滤池的所需磷量(BOD 5: n : p=10033535353535

16、3535353535353 53535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535 )，2.3.5 c/p/p/p 图e工艺除去杂质SS浓度高的原水的两种回流方式都是前置脱n，利用浸水的有机物作为脱氮碳源，减轻了BAF过滤池好氧段的负荷，节省了运行成本。 BAF滤池的水进入混沉池，用混沉池后去除p，可以保证BAF滤池有足够的p营养源。 在图f的工艺中，原水进入混沉池，向混沉池中投入适量的除磷剂，混沉水和部分回流水混合后进入脱氮过滤池，将原水的有机物作为脱氮炭源来利用。 反硝化滤池的水

17、进入硝化滤池，将NH3N转换成NO3N，水部分逆流。 该工艺虽然在不同的滤池中进行硝化/反硝化，但仍具有单池前置脱n的许多优点，同时操作比单池前置脱n稳定可靠，但该工艺的投资和占地面积较大。 在这个过程中，水的杂质、SS浓度不要太大。 否则，混沉池的排泥就会成为问题。 同时，必须保证BAF池生化反应所需的p营养源。 在图g的工艺中，原水进入生物化沉淀池，在沉淀池中投入化学除磷剂，实现p和大部分固体杂质的除去，沉淀池的水进入BAF除去池，在BAF除去池中除去原水的有机污染物的同时，捕获未在沉淀池中除去的SS， BAF除去池的水进入BAF N池进行硝化反应，将NH3N转化为NO3N，硝化后的污水进

18、入BAF DN反硝化，在反硝化过滤池的入口添加碳源供反硝化。 该工艺分别在除c、硝化、反硝化外的三个滤池中进行，各滤池相对独立，各自处理目的明确，运行稳定性和处理效果良好。 池塘数量虽然多，但大部分池塘可以埋在地面下，合理设计可以节约用地。 该技术适用于大水量、稳定运行要求高的生活污水处理。 3.BAF系统结构(结构分析)根据污水在滤池运行中的过滤方向，曝气生物滤池分为上向流和下向流滤池，除污水在滤池中的流动不同外，上向流和下向流滤池的池型结构基本相同。 早期曝气生物滤池的应用形式多为向下流态，但向上流态曝气生物滤池与向下流滤池相比有很多优点，因此近年来国内外的实际工程中采用了向上流曝气生物滤池结构。 以上面的逆流曝气生物过滤池(UBAF )为例说明其构造。