曝气生物滤池工艺课件(PDF76页）.ppt

1、 曝气生物滤池biological aeratedfilter，简称BAF，是近年来国际上兴起的污水处理新技术。目前在欧美和日本等国家已有上千座大小各异的污水处理厂应用了这种工艺。它可广泛应用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造等有机废水处理，具有去除SS、CODcr、BOD5、硝化与反硝化、脱氮除磷、除去AOX(有害物质的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，并节省了后续二次沉淀池。该工艺有机物容积负荷、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，因而所需占地面积小、基建投资少、能耗及运行本钱低。 曝气生物滤池污水处理新技术的诞生，是我国环保领域的一次重大技术突破

2、。 一一.曝气生物滤池的结构曝气生物滤池的结构二二.曝气生物滤池的工艺流程曝气生物滤池的工艺流程三三.曝气生物滤池问题讨论曝气生物滤池问题讨论四四.曝气生物滤池应用的有关问题探讨曝气生物滤池应用的有关问题探讨一一.曝气生物滤池的结构曝气生物滤池的结构生物曝气滤池生物曝气滤池(BAF)的构造的构造陶粒(生物填料层)卵石(承托层)空气管反冲气管(反冲洗系统)滤头(布水系统)污水(布水系统)冲洗水(反冲洗系统)冲洗水泵反冲洗废水曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个局部。层、反冲洗等五个局部。1 1滤池池体

3、滤池池体滤池池体的作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料滤池池体的作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量。池的形状有圆形、正方形和矩形三种，和曝气装置的重量。池的形状有圆形、正方形和矩形三种，结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。 2 2滤料滤料作为生物膜载体作为生物膜载体填料的选择是生物膜反响器技填料的选择是生物膜反响器技术成功与否的关键之一，它决定了反响器能否高效术成功与否的关键之一，它决定了反响器能否高效运行，所以填料的选择总的应遵循以下原那么。运行，所以填料的选择总的应遵循以下原那么。机械强度好机械强度好 比外表积大比外表积大

4、形状：载体的形状以球状为佳，形状：载体的形状以球状为佳， 生物、化学稳定性好生物、化学稳定性好 外表电性和亲水性外表电性和亲水性 微生物一般带有负电荷，而微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此载体外表带有正电荷特有利于微生物且亲水，因此载体外表带有正电荷特有利于微生物固着生长，载体外表的亲水性同样有利于微生物的固着生长，载体外表的亲水性同样有利于微生物的附着，使附着的生物膜数量尽可能地多。附着，使附着的生物膜数量尽可能地多。孔隙率及外表粗糙度孔隙率及外表粗糙度 密度密度火山岩生物滤料介绍：火山岩生物滤料介绍： 火山岩生物滤料最早诞生在美国，中国曾一度靠进口来火山岩生物滤料最早诞生在美国，中国曾一

5、度靠进口来实现生物挂膜技术，由于其本钱高，科研人员开发了生物陶实现生物挂膜技术，由于其本钱高，科研人员开发了生物陶粒来取代。其主要成份为硅、铝、钙、钠、镁、钛、锰、铁、粒来取代。其主要成份为硅、铝、钙、钠、镁、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，表观为不规那么颗镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，表观为不规那么颗粒，颜色为红黑褐色，多孔质轻，颗粒粒径可根据不同要求粒，颜色为红黑褐色，多孔质轻，颗粒粒径可根据不同要求生产。高效挂膜轻质滤料在物理微观结构方面表现为外表粗生产。高效挂膜轻质滤料在物理微观结构方面表现为外表粗糙多微孔，这些特点特别适合于微生物在其外表生长、繁殖，糙多微孔，这

6、些特点特别适合于微生物在其外表生长、繁殖，形成生物膜。形成生物膜。 火山岩滤料使曝气生物滤池不仅能处理市政污水，以及火山岩滤料使曝气生物滤池不仅能处理市政污水，以及可生化的有机工业废水、生活杂排水、微污染水源水等，也可生化的有机工业废水、生活杂排水、微污染水源水等，也可在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等用作过滤介可在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等用作过滤介质，同时还可对已经过污水处理厂二级处理工艺后的尾水做质，同时还可对已经过污水处理厂二级处理工艺后的尾水做深度处理，其处理出水达回用水标准后可作中水回用。深度处理，其处理出水达回用水标准后可作中水回用。一、火山岩生物滤料的物理特性

7、：一、火山岩生物滤料的物理特性：外观形状：无尖粒状，对水流阻力小，不易堵塞，布外观形状：无尖粒状，对水流阻力小，不易堵塞，布水布气均水布气均 匀；外表粗糙，挂膜速度快，反冲洗时匀；外表粗糙，挂膜速度快，反冲洗时微生物膜不易脱落。微生物膜不易脱落。多孔性：火山岩是天然蜂窝多孔，是菌胶团是佳的生多孔性：火山岩是天然蜂窝多孔，是菌胶团是佳的生长环境。长环境。机械强度：经国家质检部门为机械强度：经国家质检部门为5.08Mpa5.08Mpa，实践证明可以，实践证明可以耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿命远远长耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿命远远长了其它滤料。了其它滤料。比重：比重适中，反冲洗时容

8、易悬浮且不跑料，可以比重：比重适中，反冲洗时容易悬浮且不跑料，可以节能降耗。节能降耗。二、火山岩生物滤料的化学特性：二、火山岩生物滤料的化学特性：生物化学稳定性：火山岩生物滤料抗腐蚀，具有惰性，生物化学稳定性：火山岩生物滤料抗腐蚀，具有惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反响。在环境中不参与生物膜的生物化学反响。外表电性与亲水性：火山岩生物滤料外表带有正电荷，外表电性与亲水性：火山岩生物滤料外表带有正电荷，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快。量多且速度快。对生物膜活性的影响方面：作为生物膜载体，火山岩对生物膜活性的影响方面：作为

9、生物膜载体，火山岩生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用，生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用，实践证明不影响微生物的活性。实践证明不影响微生物的活性。三、火山岩生物滤料的水力学特性：三、火山岩生物滤料的水力学特性：1 1、空隙率：内外平均孔隙率在、空隙率：内外平均孔隙率在40%40%左右，对水的阻左右，对水的阻力小，力小， 同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能到达预期过滤目标。样能到达预期过滤目标。2 2、比外表积：比外表积大、开孔率高且惰性，有、比外表积：比外表积大、开孔率高且惰性，有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物利于微生物的

10、接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。质及代谢产生的废物的传质过程。3 3、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是无尖粒状，且孔径大多数比陶粒要大，所以在使用无尖粒状，且孔径大多数比陶粒要大，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。时对水流的阻力小，节省能耗。 3 3承托层承托层 承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗稳定进行。承托层常用材质为卵石或同时还可以保

11、持反冲洗稳定进行。承托层常用材质为卵石或磁铁矿为保证承托层的稳定，并对配水的均匀性起充分作磁铁矿为保证承托层的稳定，并对配水的均匀性起充分作用，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，形状应尽用，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，形状应尽量接近圆形，工程中一般选用鹅卵石作为承托层。量接近圆形，工程中一般选用鹅卵石作为承托层。 4 4布水系统布水系统 曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。对于上向流滤池，配水室的作用是使和滤板上的配水滤头。对于上向流滤池，配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水能在配水室内混合

12、均匀，并通某一短时段内进入滤池的污水能在配水室内混合均匀，并通过配水滤头均匀流过滤料层，并且该布水系统除作为滤池正过配水滤头均匀流过滤料层，并且该布水系统除作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期对滤池进行反冲洗时布水用。常运行时布水用外，也作为定期对滤池进行反冲洗时布水用。布水系统设计不合理或安装达不到要求，使反冲洗时配水不布水系统设计不合理或安装达不到要求，使反冲洗时配水不均匀。会产生以下不良后果：均匀。会产生以下不良后果： 整个生物滤池冲洗不均匀，局部区域冲洗强度大，局整个生物滤池冲洗不均匀，局部区域冲洗强度大，局部区域冲洗强度小。通过生物絮凝作用吸附局部胶体颗粒，部区域冲洗强度小。通过生

13、物絮凝作用吸附局部胶体颗粒，同时微生物新陈代谢过程中老化的生物膜脱落后也将截留在同时微生物新陈代谢过程中老化的生物膜脱落后也将截留在生物填料层内。这些杂质的存在显著地增加了生物滤池的过生物填料层内。这些杂质的存在显著地增加了生物滤池的过滤能力，使处理能力下降；同时也使水溶液主体的溶解氧和滤能力，使处理能力下降；同时也使水溶液主体的溶解氧和生物易降解的有机物与生物膜上微生物之间的传质效率下降，生物易降解的有机物与生物膜上微生物之间的传质效率下降，影响生物滤池对有机物的去除效率。如果反冲洗布水不均影响生物滤池对有机物的去除效率。如果反冲洗布水不均匀使局部区域反冲洗达不到要求，该区域的生物填料中杂匀

14、使局部区域反冲洗达不到要求，该区域的生物填料中杂质冲洗不干净，将影响生物滤池对污染物的去除效果。质冲洗不干净，将影响生物滤池对污染物的去除效果。 冲洗强度大的区域，由于水流速度过大，会冲动承托层，混合，甚至引起生物填料的流失，有时也会引起布气系统的松动危害。引起生物填料与承托层的对曝气生物滤池造成极大危害。5.布气系统 曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气系统和进行气水联合反冲洗时的供气系统两局部。 6.反冲洗系统 反冲洗过程：先降低滤池内的水位并单独气洗，而后采用气水联合反冲洗，最后再单独采用水洗。在反冲洗过程中必须掌握好冲洗强度和冲洗时间，既要到达使截留物质冲洗出滤池又要防

15、止对滤料过分冲刷，使生长在滤料外表的微生物膜脱落而影响处理效果。7.出水系统 曝气生物滤他出水系统有采用周边出水和采用单侧堰出水等。在大、中型污水处理工程中，为了工艺布置方便，一般采用单侧堰出水较多 二二. .曝气生物滤池的工艺流程：曝气生物滤池的工艺流程： 1.1.除除C C工艺工艺 曝气生物滤池去除污水中有机物的原理在于反响器内填曝气生物滤池去除污水中有机物的原理在于反响器内填料上所吸附生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料及生物料上所吸附生物膜中的微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用。膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用。2.

16、除除c c硝化工艺硝化工艺3.除c硝化反硝化工艺该工艺是基于Ao工艺3.3.除除c c除除P P脱脱N N工艺工艺三三. .曝气生物滤池问题讨论：曝气生物滤池问题讨论：1.1.预处理预处理 运用运用BAFBAF处理生活污水和工业废水一般需对原水进行处理生活污水和工业废水一般需对原水进行预处理。为了使滤池能以较长的周期运行，减少反冲预处理。为了使滤池能以较长的周期运行，减少反冲次数，降低能耗，否那么原水中的大量杂质和次数，降低能耗，否那么原水中的大量杂质和ssss都将都将进入曝气滤池，这将会堵塞曝气、布水系统，给系统进入曝气滤池，这将会堵塞曝气、布水系统，给系统的运行带来严重的后果，滤池用于二级

17、处理的情况下，的运行带来严重的后果，滤池用于二级处理的情况下，往往需投加药剂才能到达这一要求，药剂的使用不仅往往需投加药剂才能到达这一要求，药剂的使用不仅增加费用，局部药剂还将降低碱度，进而影响反硝化，增加费用，局部药剂还将降低碱度，进而影响反硝化，这是运用这是运用BAFBAF工艺时需要考虑的问题。预处理一般用沉工艺时需要考虑的问题。预处理一般用沉淀或水解，对工业废水还需在进入滤池前加设调节池。淀或水解，对工业废水还需在进入滤池前加设调节池。如果用如果用BAFBAF处理饮用水的微污染，由于饮用水源中固体处理饮用水的微污染，由于饮用水源中固体杂质比生活、工业污废水少得多，故可不另外考虑预杂质比生

18、活、工业污废水少得多，故可不另外考虑预处理可直接将水进入处理可直接将水进入BAFBAF滤池。滤池。 2 2除除P P脱脱N N 磷的去处技术主要有以下三种：生物、磷的去处技术主要有以下三种：生物、化学和物理法。物理法价格昂贵，但去除率并不化学和物理法。物理法价格昂贵，但去除率并不高。就生物法而言，将生物脱高。就生物法而言，将生物脱N N和生物除和生物除P P相结合相结合的系统对除的系统对除P P不利，因为除不利，因为除P P脱脱N N本身是一对不可调本身是一对不可调和的矛盾如果和的矛盾如果DODO太低除太低除P P率会下降，硝化反响受率会下降，硝化反响受到限制，污泥沉降性能差，如果到限制，污泥

19、沉降性能差，如果DODO太高那么由太高那么由于回流厌氧区于回流厌氧区DODO增加，反硝化受到限制，同时增加，反硝化受到限制，同时N03-NN03-N的浓度高可影响厌氧区磷的释放。因为，磷的浓度高可影响厌氧区磷的释放。因为，磷的释放需要厌氧环境，如果有的释放需要厌氧环境，如果有N03-NN03-N存在就说明只存在就说明只能为兼氧环境。能为兼氧环境。 从目前的从目前的BAFBAF运行工艺看，完全用生物除磷是运行工艺看，完全用生物除磷是很难到达排放标准的；用生物除磷就失去了生物很难到达排放标准的；用生物除磷就失去了生物滤池高负荷的特点，造成投资过大，因此最好用滤池高负荷的特点，造成投资过大，因此最好

20、用加加FeCl3FeCl3药剂的方法除磷，而生物滤池由于耐水力药剂的方法除磷，而生物滤池由于耐水力冲击负荷，可使处理后的水超量回流，并在运行冲击负荷，可使处理后的水超量回流，并在运行中加化学药剂，将化学处理和生物处理同时应用中加化学药剂，将化学处理和生物处理同时应用于系统中，到达除于系统中，到达除P P脱脱N N目的，使化学药剂相对用目的，使化学药剂相对用量减少，从刚降低运行费用。量减少，从刚降低运行费用。 3温度 如果在滤池中要进行硝化、反硝化反响，那么必须考虑温度的影响，因为硝化、反硝化机理受进水水温的影响很大，曝气生物滤池可在8-30的范围内正常运行。 4产泥量 曝气生物滤池产泥量相对活

21、性污泥量稍大，污泥稳定性稍差，因为停留时间较短，污泥消化不充分。四四. .曝气生物滤池应用的有关问题探讨曝气生物滤池应用的有关问题探讨一一. .运行周期的讨论运行周期的讨论概念：概念： 在曝气生物滤池运行过程中，由于附着在活性载体上生物膜在曝气生物滤池运行过程中，由于附着在活性载体上生物膜的增长和载体间悬浮颗粒的捕获作用，导致滤床水头损失增加、的增长和载体间悬浮颗粒的捕获作用，导致滤床水头损失增加、产水量降低或出水水质变差，这时曝气生物滤池应停止运行进行产水量降低或出水水质变差，这时曝气生物滤池应停止运行进行反冲洗，以恢复反响器的高效性能。我们将曝气生物滤池自反冲反冲洗，以恢复反响器的高效性能

22、。我们将曝气生物滤池自反冲洗结束投入运行至下一次反冲洗开始这段时间称为曝气生物滤池洗结束投入运行至下一次反冲洗开始这段时间称为曝气生物滤池的一个运行周期。从反冲洗结束投入运行至反冲洗结束这段时间的一个运行周期。从反冲洗结束投入运行至反冲洗结束这段时间称为曝气生物滤池的工作周期。称为曝气生物滤池的工作周期。运行周期的影响因素：运行周期的影响因素： 曝气生物滤池运行周期的长短主要与进水水质、滤池的曝气生物滤池运行周期的长短主要与进水水质、滤池的流向、滤料级配、滤池的功能、滤池反冲洗的效果等因素有关。流向、滤料级配、滤池的功能、滤池反冲洗的效果等因素有关。 1与进水水质的关系 给定的曝气生物滤池反响

23、器的运行周期的长短主要取决于进入反响器的水质特性，包括入流污水的有机污染物浓度及悬浮物含量与颗粒尺寸等。在曝气生物滤池运行过程中，由于滤床对固体物质的累积作用，导致水头损失增加至设计值(影响滤池产水量)或出现颗粒穿透滤池(此时即为滤池的一个运行周期结束)而滤床对固体物质的累积主要包括生物膜的增长和悬浮物的截留两个方面的作用。 (1)与有机污染物浓度的关系 生物滤池是利用固着在填料上的生物膜，吸附和网捕水中的有机污染物，并加以氧化分解，使污水得以净化。滤床进水端增长的生物膜量较大，出水端增长的生物膜量较小，在曝气生物滤池的一个运行周期临近结束时(即将进行反冲洗)，整个滤床范围内平均累积的微生物膜

24、量大约为2500一3000gm3滤料，而滤床进水端的微生物量到达6000一7000gm3滤料。 (2) 悬浮物浓度及颗粒粒径的关系 曝气生物滤池反响器的滤床对入流污水的悬浮颗粒存在着较好的机械过滤与截留作用。其应用于污水二级处理，一般要求其进水悬浮物浓度在100mgl以下，以防止由于进水悬浮物浓度较高，大大缩短滤池的运行周期，从而导致滤池会出现频繁反冲洗，降低反响器的效能。 反响器对悬浮颗粒的去除效果还与颗粒粒径分布存在一定的关系。试验证明对于粒径30m颗粒，在滤床进水端至滤床深度40cm处，去除率可以到达95；而对于粒径5 m的颗粒，在整个滤床范围内，其去除率小于50，而且在滤床纵断面上去除

25、根本是均匀的；对于粒径更小的颗粒，那么可以直接穿透整个滤床。 曝气生物滤池反响器对入流污水的悬浮物含量有较严格的要求这也是曝气生物滤池反响器的缺乏之处。在实际工程中，预处理一般采用高效沉淀池、水解他、高效固液别离、气浮等工序，只要控制得当，可以满足滤池对入流污水的悬浮物含量的要求，但设计中要考虑到由于滤池反冲洗排水回到处理设施的前端波动负荷的影响。2与滤池的流向的关系 由于滤池的运行方式不向，其截污能力与水头损失增加特性也有所不一样。下向流滤池对悬浮物的截留及降解COD所增加的生物膜量主要集中在滤料层上部的40 cm以上局部，大大减少了空间利用效率。下向流滤池水头损失增加特点是：运行周期开始时

26、，水头损失增加缓慢，但到滤料外表出现阻塞，气泡在滤料层中的凝结时水头损失增加迅速。很快会到达达行周期终点(从水头损失突增到反响器终止运行，时间1.0h)。 上向流滤池在结构上采用气水平行上向流态，同时采用强制鼓风曝气技术，使得气、水进行极好的均分，防止了气泡在滤料中的凝结，与下向流滤池相比，在整个滤池高度上提供正压条件，可以防止形成沟流或短流，使空间过滤能被更好地运用，空气能将污水中的固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的团体物质，延长反冲洗周期。 3与滤料级配关系 滤料级配对曝气生物滤池的运行有重要的影响。滤料级配不仅影响出水BOD和SS的浓度，而且影响水头损失的增长速度和滤池运

27、行周期。滤料粒径越小，相应其固体容量(纳污量)越小，水头损失越大，滤池运行周期越短，但出水水质越好。与滤池功能的关系与滤池功能的关系 反硝化滤池对颗粒物的去除效率较硝化滤池反硝化滤池对颗粒物的去除效率较硝化滤池高，对于粒径较大的颗粒高，对于粒径较大的颗粒( (30 m)30 m)去除率大于去除率大于9595而对于粒径较小的颗粒而对于粒径较小的颗粒( ( 5m5m在整个在整个滤料层其去除率小于滤料层其去除率小于5050。 前置式反硝化滤池采用硝化滤池出水回流的前置式反硝化滤池采用硝化滤池出水回流的手段来实现脱氮功能，由于系统内循环作用并不手段来实现脱氮功能，由于系统内循环作用并不能将固体颗粒带出

28、系统外，循环过程可以看作其能将固体颗粒带出系统外，循环过程可以看作其在系统内持续不断的固体累积过程。假定其前端在系统内持续不断的固体累积过程。假定其前端处理处理( (硝化滤池硝化滤池) )效果良好的话，反硝化滤池进水效果良好的话，反硝化滤池进水悬浮物浓度会很低，悬浮物浓度会很低， 一般运行周期可维持在一般运行周期可维持在60h60h，整个滤床截留的悬浮物固体容量大约为整个滤床截留的悬浮物固体容量大约为800gTSS800gTSSm3m3。与滤池反冲洗的效果关系与滤池反冲洗的效果关系 曝气生物滤池反冲洗效果对出水水质、运行周期的影响很大。曝气生物滤池反冲洗效果对出水水质、运行周期的影响很大。假设

29、反冲洗不充分，滤池运行周期将会大大缩短；假设反冲洗过量，假设反冲洗不充分，滤池运行周期将会大大缩短；假设反冲洗过量，微生物数量缺乏，生化处理效能下降，出水水质变差，尽管滤料的微生物数量缺乏，生化处理效能下降，出水水质变差，尽管滤料的固体容量得以提高，但由于出水达不到要求，谈及运行周期毫无意固体容量得以提高，但由于出水达不到要求，谈及运行周期毫无意义。义。所以，对于曝气生物滤池而言，评价其反冲洗的效果应从其对滤池所以，对于曝气生物滤池而言，评价其反冲洗的效果应从其对滤池运行周期的影响及反响器生化恢复时间两个方面加以评价。根据有运行周期的影响及反响器生化恢复时间两个方面加以评价。根据有关资料介绍，

30、滤池反冲洗后，滤料中剩余的生物膜量各种滤池有所关资料介绍，滤池反冲洗后，滤料中剩余的生物膜量各种滤池有所差异，对于去碳滤池反冲洗后，下向流滤他剩余生物量浓度为差异，对于去碳滤池反冲洗后，下向流滤他剩余生物量浓度为200200一一300gTSS300gTSSm 3m 3，上向流滤池剩余生物量浓度为，上向流滤池剩余生物量浓度为500500一一600gTSS600gTSSm3m3；硝化滤池反冲洗后，下向流滤池剩余生物量浓度为硝化滤池反冲洗后，下向流滤池剩余生物量浓度为700700一一800gTSS800gTSSm3 m3 ，上向流滤池剩余生物量浓度为，上向流滤池剩余生物量浓度为24002400一一2

31、500gTSS2500gTSSm3m3，反硝化，反硝化滤池反冲洗后，滤池剩余生物量浓度约为滤池反冲洗后，滤池剩余生物量浓度约为1600gTSS1600gTSSm3 m3 。 滤池的反冲洗强度的大小受滤料(粒径、级配)、水质参数等因素的影响，所以冲洗强度的数据尚不够统一，客观地讲，反冲洗过程没有太多的理论依据，根本是从再生效果考虑的，既要恢复过滤能力，又要保证填料外表仍附着有足够的生物体，使滤池能满足下一运行周期净化处理的要求。二曝气生物滤池去除有机物特性探讨二曝气生物滤池去除有机物特性探讨曝气生物滤池去除有机物机理曝气生物滤池去除有机物机理 曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微曝气生物滤池是

32、一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体外表，污水在流经载体外表过程中，生物附着在载体外表，污水在流经载体外表过程中，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。行氧化分解，使污水得以净化。 二曝气生物滤池去除有机物特性探讨二曝气生物滤池去除有机物特性探讨 生物膜的形成过程生物膜的形成过程 生物膜是由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统，细胞镶嵌在胞外聚合物生物膜是由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统，细胞镶嵌在胞外聚合物的

33、基质中，并且附着在固体外表。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为：的基质中，并且附着在固体外表。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为：存存在着可用于聚居的固体外表；在着可用于聚居的固体外表；一种有机分子膜快速形成；一种有机分子膜快速形成；聚结的细胞松散地附聚结的细胞松散地附着；着；聚居的细菌牢固地附着；聚居的细菌牢固地附着；微生物群落形成，产生胞外聚合物；微生物群落形成，产生胞外聚合物；群落向上群落向上和向外扩展，形成规那么和不规那么结构；和向外扩展，形成规那么和不规那么结构；生物膜成熟，新的菌种进人生物膜并生物膜成熟，新的菌种进人生物膜并生长，有机和无机碎片被结合，并且溶液梯度形成，导致了生

34、物膜空间的异相结构；生长，有机和无机碎片被结合，并且溶液梯度形成，导致了生物膜空间的异相结构；生物膜可能被吞噬细菌的原生动物捕食；生物膜可能被吞噬细菌的原生动物捕食；成熟的生物膜可以脱落，使这种循环成熟的生物膜可以脱落，使这种循环交替地重复进行；交替地重复进行；形成一种顶级群落。形成一种顶级群落。四影响曝气生物滤池反响器运行的主要因素及有关四影响曝气生物滤池反响器运行的主要因素及有关 问题探讨问题探讨 曝气生物滤池反响器净化有机污染物的过程是曝气生物滤池反响器净化有机污染物的过程是由附着生长在载体外表的微生物来完成的，而这些微由附着生长在载体外表的微生物来完成的，而这些微生物又都生活在各自形成

35、的特定环境中，与环境条件生物又都生活在各自形成的特定环境中，与环境条件关系极为密切，为了使得反响器高效运行就需要了关系极为密切，为了使得反响器高效运行就需要了解影响反响器运行的主要因素并设法创造微生物适宜解影响反响器运行的主要因素并设法创造微生物适宜的生活环境。在各种影响因素中，其中最主要的有进的生活环境。在各种影响因素中，其中最主要的有进水底物浓度、营养物质、溶解氧、酸碱度、温度、毒水底物浓度、营养物质、溶解氧、酸碱度、温度、毒性抑制、反响器内水力停留时间与负荷率等。性抑制、反响器内水力停留时间与负荷率等。1 1进水底物浓度进水底物浓度 污水中有机物的组分是反响器内生物膜微生物食物与能污水中

36、有机物的组分是反响器内生物膜微生物食物与能量的主要来源。一般情况下，污水中的大局部有机物和局部量的主要来源。一般情况下，污水中的大局部有机物和局部无机物都可以作为微生物的营养源加以利用，这些可被微生无机物都可以作为微生物的营养源加以利用，这些可被微生物利用并在酶的催化作用下进行生物化学转化的物质称为底物利用并在酶的催化作用下进行生物化学转化的物质称为底物。对于去除有机污染物而言，底物那么是指可生物降解的物。对于去除有机污染物而言，底物那么是指可生物降解的有机物的量。污水中有机物浓度在长时间或短时间内的改变有机物的量。污水中有机物浓度在长时间或短时间内的改变均可导致微生物生长形式的改变，其结果必

37、然会影响到处理均可导致微生物生长形式的改变，其结果必然会影响到处理水的水质和反响器的处理效率以及剩余污泥量的产生。水的水质和反响器的处理效率以及剩余污泥量的产生。2.2.溶解氧溶解氧3.3.酸碱度酸碱度4.4.温度温度5 5反响器内水力停留时间与负荷率反响器内水力停留时间与负荷率 水力停留时间指的是待处理污水在反响器内平均停留时水力停留时间指的是待处理污水在反响器内平均停留时间，也就是污水与生物反响器内微生物作用的平均反响时间。间，也就是污水与生物反响器内微生物作用的平均反响时间。对于曝气生物滤池反响器，物理吸附截留作用，和水力停留对于曝气生物滤池反响器，物理吸附截留作用，和水力停留时间无关时

38、间无关( (其主要与水流剪切力和生物膜网捕作用有关其主要与水流剪切力和生物膜网捕作用有关) )，而，而其内的生物氧化作用主要发生在填料区，填料上的微生物与其内的生物氧化作用主要发生在填料区，填料上的微生物与污水中的基质进行生化作用，其反响时间与反响速率有关，污水中的基质进行生化作用，其反响时间与反响速率有关，反响速率又取决于温度及基质可生化性等因素。一般反响时反响速率又取决于温度及基质可生化性等因素。一般反响时间越长，反响器对基质的去除率越高。间越长，反响器对基质的去除率越高。 曝气生物滤池沿滤床深度微生物分层特点曝气生物滤池沿滤床深度微生物分层特点试验研究发现，曝气生物滤池反响器沿滤床深度对

39、有机污染物试验研究发现，曝气生物滤池反响器沿滤床深度对有机污染物(COD)(COD)的去除的去除效率不同且微生物产生分层现象。效率不同且微生物产生分层现象。曝气生物滤池对有机污染物曝气生物滤池对有机污染物(COD)(COD)的去除作用主要发生在进水端以后的去除作用主要发生在进水端以后80 cm80 cm范围内。在该区域内由于污水中有机物浓度高，占有绝对优势的异养菌新范围内。在该区域内由于污水中有机物浓度高，占有绝对优势的异养菌新陈代谢作用旺盛，对污染物的生物降解作用非常快，随着污水进入滤料深陈代谢作用旺盛，对污染物的生物降解作用非常快，随着污水进入滤料深层，污水中可生物降解的有机物质逐渐减少，

40、底物浓度成为反响速率的限层，污水中可生物降解的有机物质逐渐减少，底物浓度成为反响速率的限制因素。当基质浓度继续降低，异养菌因营养缺乏而减少，在供氧充分及制因素。当基质浓度继续降低，异养菌因营养缺乏而减少，在供氧充分及碱度充足的情况下，硝化菌成为优势菌种。碱度充足的情况下，硝化菌成为优势菌种。五曝气生物滤池脱氮有关问题探讨五曝气生物滤池脱氮有关问题探讨 曝气生物滤池属于生物膜分级硝化曝气生物滤池属于生物膜分级硝化( (去碳和硝化去碳和硝化分开分开) )系统，第一级滤池系统，第一级滤池(CN(CN滤池滤池) )生物膜以异养菌为生物膜以异养菌为主，主要是对有机污染物主，主要是对有机污染物CODCOD

41、、BODBOD的降解，对于上的降解，对于上向流曝气生物滤池，在滤料层中上部会发生一定程向流曝气生物滤池，在滤料层中上部会发生一定程度的硝化作用；第一级滤池度的硝化作用；第一级滤池(N(N滤池滤池) )生物膜以自养性生物膜以自养性的硝化细菌为主，进行硝化作用。分级硝化系统由的硝化细菌为主，进行硝化作用。分级硝化系统由于除有机物和硝化在各自不同的反响器中进行，所于除有机物和硝化在各自不同的反响器中进行，所以容易做到对硝化滤池环境条件的控制，同时对硝以容易做到对硝化滤池环境条件的控制，同时对硝化作用的抑制物有可能在第一级滤池中被分解掉，化作用的抑制物有可能在第一级滤池中被分解掉，故可以较大程度地提高

42、滤池硝化速率。故可以较大程度地提高滤池硝化速率。 1 1反响器进水底物浓度反响器进水底物浓度(NH3N)(NH3N)的要求的要求 硝化反响器的进水底物浓度对生物膜代谢作用有较大程硝化反响器的进水底物浓度对生物膜代谢作用有较大程度的影响，同度的影响，同CNCN滤池一样存在某一临界进水浓度，它反响了滤池一样存在某一临界进水浓度，它反响了该反响器实际承受的最大进水底物浓度。在一定范围内，硝该反响器实际承受的最大进水底物浓度。在一定范围内，硝化菌实际生长速率随进水底物浓度的增加而增大。化菌实际生长速率随进水底物浓度的增加而增大。2 2硝化反响器对进水有机污染物硝化反响器对进水有机污染物(COD)(CO

43、D)浓度要求浓度要求 硝化滤池中的生物膜应以自养性的硝化细菌为主。由于硝化滤池中的生物膜应以自养性的硝化细菌为主。由于硝化菌的世代周期较异养菌长得多，生长繁殖速度缓慢，产硝化菌的世代周期较异养菌长得多，生长繁殖速度缓慢，产率较低，假设进水中有机污染物率较低，假设进水中有机污染物(COD)(COD)大大超过氮时，异养大大超过氮时，异养菌大量繁殖，并在与硝化竞争中占优势，逐渐成为优势菌种，菌大量繁殖，并在与硝化竞争中占优势，逐渐成为优势菌种，从而降低反响器的硝化效率。从而降低反响器的硝化效率。3.硝化细菌生长速率 硝化菌的比生长速率随着NH3N、DO浓度增高而增大，但溶解氧对生长速率的影响较NH3

44、N对生长速率的影响大得多。不考虑传质等因素的影响，当NH3N浓度由20mgl增大到30mgl时，硝化菌的比生长速率理论上只增高0.8；当DO浓度由1.5mg l增加到2.5mgl时，硝化菌的比生长速率理论上增高7。当然，DO对硝化作用的影响与生物膜厚度、氧的渗透率、氧的利用率等因素密切相关对于曝气生物滤池反响器溶解氧浓度通常控制在2-3mg l，当溶解氧浓度大于3mgl时，溶解氧浓度对硝化作用的影响可不予考虑。酸碱度的影响随着NH3N被转化成NO3N，会产生局部矿化酸度H，这局部酸度将消耗局部碱度，每克NH3N转化成N03N约消耗7.077g碱度以CaCO3计。 当污水中的碱度缺乏而TKN负荷

45、又较高时，便会耗尽污水命的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。工程上应进行碱度核算，核算应考虑以下局部：人流污水中的碱度、生物硝化消耗的碱度、分解BOD产生的碱度以及混合液中应保持的剩余碱度。假设碱度缺乏，要使得硝化顺利进行，那么必须补充碱度碱度的补充量可按下式计算：4.4.曝气生物滤池反硝化作用有关问题探讨曝气生物滤池反硝化作用有关问题探讨 生物反硝化反响所需要的条件是反响器生物反硝化反响所需要的条件是反响器中存在反硝化菌、硝酸盐、可降解的有机物质及中存在反硝化菌、硝酸盐、可降解的有机物质及无溶解氧。影响反硝化的环境因素主要是碳源、无溶解氧。影响反硝化的环境因

46、素主要是碳源、溶解氧、温度和溶解氧、温度和pHpH值。值。 化学除磷药剂的投加对曝气地物滤池性能的影响一般的城市生活污水TP含量约为3-5mgL，处理后出水(一级标准)要求磷酸盐(以P计)含量 0.5mgL 。 (1)对处理后尾水中色度及盐含量的影响 在正常药剂投加量的情况下，由铁和磷形成的絮凝体被深层滤床截留，通过反冲洗作用，最终排出系统，出水中铁的含量一般不会超过1mgl ，所以化学除磷的投加对反响器的出水色度的影响可以忽略。 (2)对污泥量的影响 曝气生物滤池由于化学除磷产生的污泥会增加其泥泥量，一般情况下投加lkg Fe产生2-2.5kg的干物质。由于使用金属药剂会给污泥处理带来益处，

47、其脱水性能得到提高。 (3)化学除磷药剂的投加量及技术、经济可行性以投加Fe盐为例，当在高效沉淀池中投加时，其与P的比值约为13-15：1，反响器出水可以稳定到达0.1mg l以下，技术可行。 曝气生物滤池常规试验内容：曝气生物滤池常规试验内容：研究反响器的影响因素及工程中为到达反响器高效运研究反响器的影响因素及工程中为到达反响器高效运行所必须提供的条件包括以下内容。行所必须提供的条件包括以下内容。(1)微生物挂膜过程及微生物沿滤池高度菌落分析：微生物挂膜过程及微生物沿滤池高度菌落分析：(2)进水水质对曝气生物滤池性能的影响。进水水质对曝气生物滤池性能的影响。(3)最正确曝气量、运行周期确实定

48、以及反响器出水水最正确曝气量、运行周期确实定以及反响器出水水质在运行周期内的变化质在运行周期内的变化 情况。情况。(4反冲洗研究，包括反冲洗方法、反冲洗气速、反反冲洗研究，包括反冲洗方法、反冲洗气速、反冲洗水速、反冲洗时间、反冲洗排水定量分析、反冲冲洗水速、反冲洗时间、反冲洗排水定量分析、反冲洗后滤料上微生物情况。洗后滤料上微生物情况。(5)水力负荷的影响研究。水力负荷的影响研究。(6)SS对对BAF的影响研究。的影响研究。(7)冲击负荷对冲击负荷对BAF的影响试验的影响试验(8)滤池的水头损失。滤池的水头损失。(9)生物脱氮的系统研究。生物脱氮的系统研究。(10)滤池除磷研究滤池除磷研究(化

49、学除磷药剂的投加量及投加药剂化学除磷药剂的投加量及投加药剂对滤池的影响对滤池的影响)高效沉淀池高效沉淀池 高效沉淀池的作用主要是去除污水中的大局部砂粒和悬浮物。高效沉淀池的作用主要是去除污水中的大局部砂粒和悬浮物。 (1)(1)配水配水 多个沉淀池并列运行时，应将污水水量均匀分配多个沉淀池并列运行时，应将污水水量均匀分配到各池，以充分发挥各池的能力，并保持同样的沉淀效果。如果到各池，以充分发挥各池的能力，并保持同样的沉淀效果。如果水量分配均匀时发现各池沉淀效果有明显差异，在无其他原因水量分配均匀时发现各池沉淀效果有明显差异，在无其他原因时。可适当改变各池分相的流量，提高各池和整个系统出水水质。

50、时。可适当改变各池分相的流量，提高各池和整个系统出水水质。 (2)(2)巡视巡视 定时观察沉淀他的沉淀效果，如出水浊度、泥面定时观察沉淀他的沉淀效果，如出水浊度、泥面高度、沉淀的悬浮物状态，水面浮泥或浮短情况等，检查备管道高度、沉淀的悬浮物状态，水面浮泥或浮短情况等，检查备管道附件、排泥刮渣装置是否正常。附件、排泥刮渣装置是否正常。 (3)出水堰 观察出水堰堰口是否保持水平，各堰出流是否均匀，堰口是否严重堵塞。必要时应调节堰板的安装状况，或在堰口设置调节块，或堰前设置挡板均衡出流量。4)污泥排出 根据沉淀池污泥产量和贮泥时间，应及时排出污泥，泥斗积泥大多会发生污泥腐败和反硝化等异常现象，排泥过

51、多使泥水浓度太稀，使污泥的含水率提高。 (5)去除浮渣 浮渣过多，会影响出水水质尤其是初沉池过多大的浮演会影响副渣机的远行，必须保证刮渣机正常运行，去除浮渣，必要时应人工去除。(6)设备维护 应定期或视需要对金属部件或设备进行防锈处理或维修。(7)运行测试 污水悬浮物浓度 通过测定进出水的悬浮物浓度即可知沉淀池的去除率。 污水的 BOD、COD浓度 计算沉淀池的BOD、COD去除率，并比较进出水的BOD COD值。 污泥的sv和固体浓度 测定沉淀污泥的性能和数量，如MLVSS MLSS. 沉淀池的异常问题及解决对策 (1)出水带有大量悬浮颗粒 原因： 水力负荷冲击或长期超负荷；因短流而减少了停

52、留时间，以至絮体在沉降前即流出出水堰。 解决方法 均匀分配水力负荷；调整进水、出水设施不均匀，减轻冲击符合的影响，有利于克服短流；投加絮凝剂，改善某些难沉淀悬浮物的沉降性能，调整进入初沉池的剩余污泥的负荷。 (2)出水堰脏且出水不均 原因 ： 污泥粘附、藻类长在堰上，或浮渣等物体卡在堰口上，导致出水堰脏，甚至某些堰口堵塞导致出水不均。 解决方法： 经常去除出水堰口卡住的污物；适当加药消毒阻止污泥，藻类在堰口的生长积累。 沉淀池的异常问题及解决对策沉淀池的异常问题及解决对策 (3)(3)污泥上浮污泥上浮 原因原因 ： 污泥停留时间过长，有机质腐败污泥停留时间过长，有机质腐败 解决方法：解决方法：

53、 保证正常的贮泥和排泥时间；检查排泥设备故保证正常的贮泥和排泥时间；检查排泥设备故障；去除沉淀池内壁，某些死角的污泥。障；去除沉淀池内壁，某些死角的污泥。 (4)(4)浮渣溢流浮渣溢流 原因原因 ： 浮渣去除装置位置不当或去除频次过低，浮渣停留浮渣去除装置位置不当或去除频次过低，浮渣停留 时间长。时间长。 解决方法：维修浮渣去除装置；调整浮渣刮除频率；严格控解决方法：维修浮渣去除装置；调整浮渣刮除频率；严格控制浮渣的产生量制浮渣的产生量 5污泥管道或设备堵塞 原因： 初沉池污泥中易沉淀物含量高。而管道或设备口径太小，又不经常工作造成的。 解决方法：设置清通措施；增加污泥设备操作频率；改进污泥管

54、道或设备。 6刮泥机故障 原因：利泥机因承受过高负荷等原因停止运行。 解决方法： 缩短贮泥时间，降低存泥量；检查刮板是否被砖石、工具或松动的零件卡住，及时更换损坏的连环、刮泥板等部件；防止沉淀池外表积冰；调慢刮泥机的转速。曝气生物滤池滤料： 1预处理：对于滤池中的生物滤料，在被装入滤池前需对其进行分选、浸洗等预处理，以提高滤料颗粒的均匀性，并去除尘土等杂质。 2运行观察与维护 生物滤料在曝气生物滤池中正常运行时，应定期观察生物膜生长和脱膜情况，观察其是否被损害。有很多原因会造成微生物膜生长不均匀，这会表现在微生物膜颜色、微生物膜脱落的不均匀性上，一旦发现这些问题，应及时调整布水布气的均匀性，并

55、调整曝气强度来予以纠正。 由于滤料容易堵塞，可能需要加大水力负荷或空气强度来冲洗。在某些情况下，如水温或气温过低，需要增加保温措施。另外，由于滤池反冲洗强度过大时有可能会使少量滤料流失，所以每年定期检修时需视情况给予添加。 曝气生物滤池生物相观察：曝气生物滤池生物相观察： 对于城市污水处理厂，生物膜外观粗糙，具有粘性，颜色是泥土褐色、厚度约300一400m 。 滤池中滤料上生物膜的生物相特征与其他工艺有所区别，主要表现在微生物种类和分布方面。一般来说，由于水质的逐渐变化和微生物生长环境条件的改善，生物膜系统存在的微生物种类和数量均较活性污泥工艺大，尤其是丝状菌、原生动物、后生动物种类增加，厌氧

56、菌和兼性菌占有一定比例。在分布方面的特点，主要是沿生物膜厚度和进水流向呈现出不同的微生物种类和数量。在滤料层的下部(对于上向流)、滤料层的上部(对于下向流)或生物膜的表层，生物膜往往以菌胶团细菌为主，膜也较厚；而在滤料层的上部(对于上向流)、滤料层的下部(对于下向流)或生物膜的内层，由于有机物浓度梯度的变化，生物膜中会逐渐出现丝状菌、原生动物、后生动物，生物的种类不断增多，但生物量及膜的厚度减少。 水质的变化会引起生物膜中微生物种类和数量的变化。在进水浓度增高时，可看到原有特征性层次的生物下移的现象，即原先在前级或上层的生物可在后级或下层中出现。因此，可以通过这一现象来推断污水有机物浓度和污泥

57、负荷的变化情况。曝气生物滤池运行中应注意的问题曝气生物滤池运行中应注意的问题 a:溶解氧溶解氧 为了实现硝化、反硝化，必须在各段滤池中连续为了实现硝化、反硝化，必须在各段滤池中连续测定溶解氧数值，并加以控制调节。在测定溶解氧数值，并加以控制调节。在DC、CN滤池中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，使滤池中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，使溶解氧到达较高水平溶解氧到达较高水平 (约约2-3mg/l)，通过溶解氧，通过溶解氧(DO)在线检测仪表测定滤池出水中的溶解氧浓度，在线检测仪表测定滤池出水中的溶解氧浓度，并反响至并反响至PLC控制系统，由计算机控制变频器从控制系统，由计算机控制变频器从而改变风机的转速来到达目的；而而改变风机的转速来到达目的；而DN滤池反硝化滤池反硝化必须在缺氧的条件下进行，而在有氧的条件下反必须在缺氧的条件下进行，而在有氧的条件下反硝化过程就停止，所以运行中应使滤池中溶解氧硝化过程就停止，所以运行中应使滤池中溶解氧浓度到达较低水平浓度到达较低水平(约约0.2一一0.5mgL)。B B：滤料更新更换：滤料更新更换: : 因曝气生物滤池需定期进行反冲洗，