曝气生物滤池中必须考虑的影响因素
在生物滤池实际运行过程中。影响曝气生物滤池处理效果的因素有多种，这些因素在工程设计时就必须考虑，这样才能使生物滤池在运行中具有较好的适应性，并使处理结果达到所需要的要求。
一、有机负荷
有机负荷是反映DC曝气生物滤池净化效能的重要指标，也是N曝气生物滤池中硝化反应效率高低的控制指标。由于各种污水、废水的浓度、组成不同，因此从广义上讲，有机负荷应包括具有抑制作用并足以影响处理效果的一切物质。能被异养微生物好氧分解的污染物质数量用BOD表示，这一数值近似地等于各种物质所能生成能量的总和，所以有机负荷是指生物滤池中单位数量微生物所能处理的BOD数量。
对于曝气生物滤池，有机负荷有两种表示方法：一种为单位滤料容积的污染物质负荷量(滤料容积负荷)；另一种为单位滤料面积的污染物质负荷量(滤料表面负荷)。在工程设计中常用的是滤料容积负荷，一般以BOD容积负荷计，即：
BOD容积负荷=单位时间内供给微生物膜的有机物数量(BOD)/滤料总体积
对于BOD容积负荷的确定，由于被处理污水或废水水质差别很大，导致微生物膜本身状态变化很大，再加上运行管理方面的因素，因此BOD容积负荷一般应通过对不同处理水质的试验，或者对已投入运行的同类处理厂运行资料的调查统计来确定。
BOD容积负荷首先与被处理水的污染物底质有关，处理对象不同，BOD容积负荷也不同。对于曝气生物滤池处理城市污水，当进水BOD<200mg/L时，BOD容积负荷可达46kg BOD/(m3滤料·d)，对于处理纸板厂废水，当进水BOD为146-201mg/L时，BOD容积负荷可达2.8-3.9kg BOD/(m3滤料·d)；对于处理印染废水，当进水BOD为71-140mg/L时，BOD容积负荷可达1.3-2.6kg BOD/(m3滤料·d)。但即使是处理同一性质的污水，由于不同的有机物数量(BOD浓度)，BOD容积负荷随之变化。据国外资料报道，对于生物腆反应器，当城市污水进行二级处理时(进水BOD浓度为150-200mg/L)，BOD容积负荷可达4-6kg BOD/(m3滤料·d)；进行三级处理时(进水BOD浓度小于25mg/L)，BOD容积负荷为0.2-0.3kg BOD/(m3滤料·d)，两者差异很大。同时，试验表明，当负荷低且底物BOD不足时，生物膜对底质的变动比较敏感。而在正常状态下BOD容积负荷在一定范围内变动，对处理效果影响甚微。
其次，BOD容积负荷与处理水水质也有密切的关系。实践证明，在一定的范围内，BOD容积负荷越高，则出水BOD值也越高；反之亦然。在保证同样出水水质的情况下，允许BOD容积负荷越高，则表明反应器耐负荷冲击力较强。当要求二级处理的城市污水处理厂出水BOD为5-10mg/L时，BOD容积负荷可在2.5-3.2kgBOD/(m3·滤料·d)；当要求二级处理的城市污水处理厂出水BOD为10-20mg/L时，BOD容积负荷可在3. 5-5kgBOD/(m3·滤料·d)。
在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时。NH3-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。当有机负荷稍高于3.0kgBOD(m3·滤料·d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/(m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。因此采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷。
根据上述分析，在采用曝气生物滤池工艺进行针对去除有机物的工程设计时，首先必须针对处理水类型和排水水质要求选择合适的BOD容积负荷，BOD容积负荷的选取应报据同类型污水处理厂的实际运行数据加以分析后确定。并在设计时留有一定余量。在采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷，最好使有机负荷控制在2.0kgBOD/(m3滤料·d)以下。
二、pH值
曝气生物滤池作为一种生物处理方法来说，环境条件对生物膜的形响是重要的，有时甚至是决定性的。其中pH值是重要的环境因素之一。
根据有关资料介绍，适合于微生物生长繁殖的pH值范围见表。
适合微生物生长繁殖的pH值范围
| pH值 |
适合生长繁殖的微生物和污泥性能 |
pH值 |
适合生长繁殖的微生物和污泥性能 |
| 2.0 |
大部分霉菌，污泥的沉降性能不佳 |
8-10 |
污泥呈黄褐色，但透明度恶化 |
| 3-5 |
霉菌及细菌，污泥呈白褐色 |
9-11 |
污泥呈粉红色，透明度不佳，微生物增殖减少 |
| 7 |
污泥呈黄褐色，沉降性与透明度都很好 |
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|
在污水处理中，特别是在工业废水处理中，污水的pH值往往不能稳定达到上述适宜的pH值范围，不能符合微生物生长繁殖的要求。当受到高pH值冲击时，微生物是不能适应的。在这种情况下反应最敏感的是生物相，钟虫呈呆滞状态或消失，菌胶团解体，呈松散模糊状，游离菌、豆形虫、草履虫增多，COD、BOD去除率下降。
pH值不仅影响到微生物的生长繁殖。而且影响着有毒物质在水中的含量，因为有毒物质(特别是重金属等)在水中的溶解度受pH值的影响很大。例如，铵在碱性条件下形成NH3，毒性较NH4+为强；氰在酸性条件下形成HCN，在碱性条件下形成氰酸盐，毒性作用减弱。总的来说，无机物质由pH值左右其离子化，从而影响其毒害作用，这种情况往往在工业废水中较突出；在城市生活污水处理中，进水的pH值一般较稳定，波动范围较小，
所以相对处理效果受影响程度不大。
三、水温
水温对生物处理有一定影响。水温高，微生物活力强，新陈代谢旺盛，氧化与呼吸作用加强，处理效果较好。水温低，微生物的生命活动受到抑制，处理效率受到影响。
水温对硝化菌的生长和硝化速率有较大的影响。Hultman提出硝化菌的生长速率μn和水温的关系如下：
μn=μn20*10^0.033(T-20)
式中，μn为硝化菌的生长速率，1/d；μn20为20℃时硝化菌的生长速率，1/d；T为水温，℃。
大多数硝化细菌合适的生长温度在25-30℃之间，低于 25℃或高于30℃生长减慢，10℃以下硝化细菌生长及硝化作用显著减慢。
水温对反硝化细菌的生长可用Arrhenius方程式表示：
Rdn=Rdn(20)*10kt(T-20)
式中，Rdn(T)为温度T时的反硝化速率，gNO3- -N/(gVSS·d)；Rdn(20)为20℃时的反硝化速率，gNO3- -N/(gVSS·d)；Kt为温度常数。
温度对反硝化作用的影响比对其他生物反应过程要大。对反硝化来说，最适宜的运行温度是15-35℃。低于10℃时反硝化速率明显下降，但相比较而言，温度对生物膜反硝化作用的影响较活性污泥法小。
温度对反峭化的影响是使反硝化菌的生长速率降低，同时使菌体的代谢速率降低，从而降低了反硝化速率。为了保证在低温时的反硝化效果。可在温度低时适当增大反硝化系统的泥龄，或廷长反硝化停留时间。
四、溶解氧
生物膜法对溶解氧的要求与活性污泥法一样，供氧不足会使好氧生物膜的降解有机物能力下降，同时内层微生物膜由于供氧不足而使其附着力降低，较易脱落而使池内微生物浓度下降，影响生物反应速率。
在硝化生物滤池中，硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH4+或NO2-。在厌氧的环境中不会发生硝化作用，液相环境中的溶解氧浓度会极大地影响硝化反应的速度及硝化菌的生长速率。
在反硝化生物滤池中，氧的存在会抑制异化硝酸盐还原，因此反确化生物滤池必须严格控制缺氧或厌氧，以便使硝酸盐通过反硝化途径转化成气态氮。氧的存在抑制硝酸盐还原的机制为阻抑硝酸盐还原酶的形成，有些反硝化菌必须在厌氧和有硝酸盐存在的条件下才能诱导合成硝酸盐还原酶。另一个机制是氧可作为电子受体，从而竞争性地阻碍了硝酸盐的还原。
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