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臺北市曝氣生物濾池*

      曝氣生物濾池的反沖洗周期必須根據水質、濾料層的水力損失、濁度綜合而定，并由計算機系統自動程序控制。對于城市生活污水，通常情況下運行24～48h反沖洗一次，而且在多格濾池并聯運行的情況下，反沖洗過程是依次單格進行，從而了整個處理系統不受影響而能順利。一般來說，反沖洗用水強度為5～6L/(m2.s)，反沖洗排水中平均TSS濃度為500～650mg/L；反沖洗用氣強度為15～20L/(  m2.s)。單格曝氣生物濾池積：6m×6m=36m2，反沖洗用水流量684～777.6m3/h；反沖洗用氣流量32.4～43.2m3/min。對曝氣生物濾池，控制氣、水反沖洗強度顯得尤為重要，過達不到沖洗的，過會使生物膜嚴重脫落，并造成填料的破損、流失及增加不必要的反沖洗耗水量、耗電量。反沖洗濾層的膨脹率較小，約為10%左右。

優點：
    （1）曝氣生物濾池是三代生物濾池，是真正集生物膜法與活性污泥法于一身的反應器，、處理負荷大。  滴濾池（普通生物濾池）被稱為*代生物濾池，也是生物濾池初的雛形，負荷生物濾池、生物濾塔是在此基礎上發展起來的二代生物濾池，主要征是增加了處理負荷。曝氣生物濾池對生物濾池進行了的革新：采用人工強制曝氣，代替了自然通風；采用粒徑小、比表積大的濾料，提了生物濃度；采用生物處理與過濾處理聯合方式，省去了二次沉淀池；采用反沖洗的方式，免去了堵塞的可能，同時提了生物膜的活性；采用生物膜加生物絮體聯合處理的方式，同時發揮了生物膜法和活性污泥法的優點。
    曝氣生物濾池同時具生物氧化降解和過濾的，因而可獲得很的水質，可達到回用水水質。一般來說，對生活污水，二級處理即可達到普通工藝三級處理的水平。對工業廢水，即使在可生化性不強的情況下，曝氣生物濾池處理效果也優點于一般的工藝，因為曝氣生物濾池處理機物不僅依賴于生物氧化，還存在的生物吸附和過濾，因為可粒徑較大，可吸附一些可生化性不強的物質。由于填料本身截留及表生物膜的生物絮凝，使得SS很底，一般不超過10mg/l，非常清澈透明；因不斷的反沖洗，生物膜得以效，表現為生物膜較薄（一般為110微米左右），活性很。活性的生物膜不僅體現在生物氧化、降解方，更表現為生物絮凝、吸附。對一些難降解的物質，可將其吸附、截留在池中，得以。
    （2），基建投資省。曝氣生物濾池之后不設二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投資。曝氣生物濾池占地積僅為常規工藝的1／10—1／5。處理負荷、停留時間短，因而池容較小，基建投資比常規工藝節省至少20－30％。
    （3）運行。供氣能耗在所氧生物處理的運行中占了相當的比例，曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很，曝氣量小，供氧動力消耗。氧的利用效率可達20－30％。

工藝特點

    ① 次性投資比傳統方法1/4；

    ② 占用積為常規工藝的1/10～1/5，運行費1/5；

    ③ 進水要求懸浮物50～60mg/L，與一級強化處理相結合，如采用水解酸化池；

    ④ 填料多為頁巖陶粒，直徑5mm，層1.5～2m；

    ⑤ 水往下、氣往上的逆向流可不設二沉池。

    曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具機負荷、（是普通活性污泥法的1/3）、（節約30%）、不會產生污泥膨脹、氧傳輸、等優點，但它對進水SS要求較嚴（一般要求SS≤100mg/L， SS≤60mg/L），因此對進水需要進行預處理。同時，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。

    曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節省了后續沉淀池(二沉池)，具容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建，：運行能耗，運行少的特點。

該工藝具如下特點：

    1. 上流濾池，底部渠道進配水，部；

    2. 濾料比重小于1；

    3. 穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費；

    4. 濾頭在濾池的部，與處理后水接觸，易于維護；

    5. 重力反沖洗，須反沖洗水泵；

    6. 工藝空氣和反沖洗用氣共用鼓風機；

    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；

運行中應注意的問題

    ①溶解氧  為了實現消化、反硝化，必須在各段濾池中連續測定溶解氧數值，并加以控制調節。在DC、N濾池中的曝氣階段需要不斷調節溶解氧水平，使溶解氧達到較水平（2～3mgO2/L）。DN濾池反硝化必須在缺氧的條件下進行，而在氧的條件下反硝化過程就停止，所以運行中應使濾池中的溶解氧濃度達到較水平（約0.2～0.5mgO2/L）。

    ②濾料更換  因曝氣生物濾池需定期進行反沖洗，濾料會因反洗強度控制不當或磨損等原因而少量流失或損耗，故要定期根據填料損耗程度和處理水質狀況進行適量補充，該過程一般集中在每年大修時進行。

    ③反沖洗  在曝氣生物濾池中，隨著運行的進行，濾料上生長的微生物膜漸漸增厚，在增厚初期，利于率的提；而在增厚到一定程度時，微生物的活性降，并開始一定程度的脫落。正常運行時，微生物膜的厚度一般應控制在300～400μm，此時生物膜新陳代謝能力強，。當膜的厚度超過這一范圍時：

    a.氧的傳遞速率減小，微生物吸收的氧量過，影響微生物的增殖，生物膜活性變差，同時又抑制絲狀菌的生長，結果使能力降，水質變壞；

    b.傳質速度減緩，使微生物吸收機物濃度過，造成營養不足。此外，進水中的顆粒物質被截留在濾池的濾料空隙中，同時，過量生長的微生物也聚集在生物曝氣濾池表和填料的空隙中。隨著處理過程的持續運行，填料的空隙率減小，這時曝氣生物濾池的運行加大了濾池的水頭損失，后總的水頭損失可能達到或接近使設計流量通過生物曝氣濾池所必需的水頭，或出現顆粒穿透。在這種情況下，曝氣生物濾池應立即停止運行并進行反沖洗。

    反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關鍵，其基本要求是：在較短的反沖洗時間內，使填料得到適度的清洗，恢復濾料上微生物膜的活性，并將濾料截留的懸浮物和老化脫落的微生物膜通過反沖洗而排出池外。反沖洗的對水質、周期、運行狀況的影響很大。

    反沖洗程序為：先單獨用空氣進行反沖洗，然后采用氣水聯合反沖洗，停止清洗30s，后用水清洗。在進水管、管、反沖洗水管和空氣管道上均安裝自動閥門，并通過微機對整個反沖洗過程進行自動程序控制。

工藝流程

1、主要污水中含碳機物時，宜采用單級碳氧化曝氣生物濾池；

2、要求污水中含碳機物并完成氨氮的硝化時，可采用單級碳氧化曝氣生物濾池，并適當降負荷；也可以采用碳氧化濾池和硝化曝氣濾池的兩級串聯工藝；

3、當進水碳源且水質對總氮要求時，宜采用前置反硝化濾池+硝化濾池組合工藝；

4、當進水的總氮濃、碳源不足而對總氮要求嚴格時，可采用後置硝化工藝，并補充碳源；或采用前置反硝化濾池并外加碳源，前置反硝化濾池的硝化液回流率可具體根據設計NO3-N率以及進水碳氮比確定，外加碳源的投加量需經計算后確定。

曝氣生物濾池工藝解析

    曝氣生物濾池是由滴濾池發展而來，屬于生物膜法范疇，初用作三級處理，后發展成直接用于二級處理，自90年代初在歐洲建成*座采用該工藝的城市污水處理后，該工藝已在歐美和日本等發達廣為流行，目前上已3500多座大大小小的污水處理了這種技術。該工藝綜合了過濾、吸附和生物代謝等凈化，使其具、、處理、、流程、操作管理方便并可省去二沉池等優點。

注意事項

    1、碳氧化濾池與硝化濾池的中的溶解氧宜控制為3.0~4.0mg/L。

    2、濾速增加對碳氧化不利，部分非溶解性機物為降解就排出，6m/h。

    3、但在一定的容積負荷范圍內，濾速增加不但不會降曝氣生物濾池的率，還會增加硝化反硝化效率。主要原因三:一、濾速增強了濾池內部的傳質效率，使得空氣、污水、生物之間更多的接觸機會;二、濾速下，生物膜較快，增強了生物的活性。三、速下，濾料容易堵塞，使得反沖洗的周期縮短，而頻繁的反沖洗對繁殖速度較慢的硝化細菌即為不利。

    4、濾池主要用於碳氧化時，當要求的BOD5=10~20mg/L，容積負荷采用3.5~5.0kgBOD5/(m?d)，當要求的BOD5=5~10mg/L，容積負荷采用2.5~3.2kgBOD5/(m?d)。

    5、濾池主要用於碳氧化和硝化時，容積負荷建議BOD5≦3.0 kgBOD5/(m?d)，研究表明，當BOD5容積負荷大於該值時，氨氮的收到抑制，當BOD5≧4.0 kgBOD5/(m?d)，氨氮收到明顯抑制。

    6、CODcr在60mg/L，進水負荷應該在4.0~5.0 kgCODcr/(m?d)，當CODcr≦50mg/L，進水負荷應該控制在3.0 kgCODcr/(m?d)以下。

    7、濾池硝化和反硝化脫氮要求時，需要核算硝化和反硝化的容積負荷。建議容積負荷分別小於2.0 kgNH3-N/(m?d)和5.0 kgNO3-N/(m?d)，采用0.3~0.8 kgNH3-N/(m?d)和0.8~4.0 kgNO3-N/(m?d)。

    8、當需要脫氮，且碳源不足時，可將反硝化池置於硝化池之前，將硝化池部分回流到反硝化池，做成前置反硝化。如下優點:a、利用污水中的機物作為碳源，減少外加碳源。b、機質在反硝化池中，確保了碳氧化/硝化池中的硝化能力。c、系統的曝氣量相對較少。d、污泥量較少。對於BOD5且需脫氮的生活污水，從運行成本考慮前置反硝化工藝明顯。

    9、后置反硝化工藝更適合用在以下場所:a、BOD5含量明顯偏的廢水(工業廢水比重)。b、用於污水改造升級，之前未考慮硝化指標，BOD5偏，但氨氮較。

    10、為避免除碳對硝化的影響，后置反硝化應在預處理階段，除去一部分的BOD5，C/N池設計濾速6~10m/h為宜，硝化負荷應滿足:進水BOD5≧60mg/L，約為0.3kgNH3-N/(m?d)，當BOD5=20~50mg/L，約為0.6kgNH3-N/(m?d)，當BOD5≦20mg/L，約為1.0kgNH3-N/(m?d)，若以甲醇為外加碳源，則DN投加量為3.3 kgCH4O/ kgNO3-N。

    11、設計反硝化負荷0.4~0.5 kgNO3-N/(m?d)，濾速≧10m/h，進水BOD5/NO3-N≧6，通常DN池對BOD5的率≦60%，對CODcr的率≦70%，剩馀的CODcr會進入硝化反應器，為確保N池的硝化能力(大於0.5kgNH3-N/(m?d))，CODcr的負荷≦2.0kgCODcr/(m?d)。

臺北市曝氣生物濾池*

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