曝气生物滤池处理流程及其选择

曝气生物滤池工艺具有容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、处理出水水质好等特点，已被广泛应用于城市污水处理和工业废水的生化处理工程中。在国外实际的工程应用中，根据其池型结构形式不同和选用的生物膜载体不同，曝气生物滤池主要可分成三大类别，即德国PHILLIP MuLLER公司的BIOFOR、法国OTV公司的BIO-STYR、瑞士VA TA TECH WABAG Winterthur公司的BIOPUR，而在国内应用较多的是类似于德国PHILLIP MULLFR公司的BIOFOR结构形式的曝气生物滤池，该种形式的滤池采用陶粒作为微生物的载体。德国PHILLIP MuLLER公司已在我国大连市成功建设了一座日处理12万吨污水的马栏河污水处理厂，该污水处理厂是我国在城市污水处理领城采用该工艺的成功典范，从投运近三年多来的实际运行数据表明，其出水水质已远远高于我国《污水综合排放标准》的一级排放标准，并已达到了回用水标准。
在采用曝气生物滤池处理工艺时，根据其处理对象的不同和要求的排放水质指标的不同，通常有以下三种工艺流程：一段曝气生物滤池法，两段曝气生物滤池法，三段曝气生物滤池法。实践证明，在不同的要求下，这三种处理系统各有特点，也各有其使用范围和使用要求。

一、一段曝气生物滤池法

一段曝气生物滤池法主要用于处理可生化性较好的工业废水以及排放标准对氨氮等营养物质没有特殊要求的生活污水，也可用于中水处理或微污染水源水处理，其主要去除对象为污(废)水中的碳化有机物和截留污水中的悬浮物，也即去除BOD、COD、SS；而在中水处理或微污染水处理时则主要用来降解氨氮。纯以去除污(废)水中碳化有机物为主的曝气生物滤池称为DC场气生物滤池；纯以降解氨氮为主的曝气生物滤池称为曝气生物滤池。
由于DC曝气生物滤池属于生物膜法处理工艺，所以当进水有机物浓度较高，同时有机负荷较大时，其生物反应的速度很快，微生物的增殖也很快，同时老化脱落的微生物膜也较多，使滤池的反冲洗周期缩短。所以对于采用DC曝气生物滤池处理污(废)水时，建议进水COD≤1500mg/L，BOD/COD≥0.3。
一段DC曝气生物滤池处理污(废)水的流程见下图7-1。

流程说明：原污(废)水先经过预处理设施，去除污《废》水中大颗粒悬浮物后进入DC曝气生物滤池。对于工业废水，顶处理设施应包括格姗、调节池、初沉池或水解池。由于工业废水的来水水质不稳定，所以设置调节池是必要的，同时对于高浓度有机工业废水，在COD≥1500mg/L时，建议在DC曝气生物滤池前增加厌氧或水解酸化处理单元，以缓解滤池的处理负荷，同时也可节省能耗，降低运行费用。对丁城镇生活污水，预处理设施应包括格姗、沉砂池、初沉池或水解池。根据具体工程所采用处理工艺高程布置的要求，经预处理后的污水或自流或由提升泵送至DC曝气生物滤池进行处理。DC曝气生物滤池依靠其内部拉状填料表面上生长的微生物膜，在污水流过滤料层并在供氧的条件下时，污(废)水中的有机物在好氧菌膜的作用下得以降解。DC曝气生物滤池还可以将生物转化过程中产生的剩余污泥和进水带入的悬浮物进一步截留在滤床内，起到生物过滤的作用，所以在曝气生物滤池后不需要再设二沉池。另外，为避免积累的生物污泥和悬浮固体堵塞生物滤池，需定期利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排除增殖的活性污泥。
一段N曝气生物滤池进行污水处理厂三级回用处理时的流程见图7-2。

二、两段曝气生物滤池法

两段曝气生物滤池法报据其组合形式可分为DC+N滤池组合和DN+C/N滤池组合形式。DC+N滤池组合主要用于对污水中有机物的降解和氨氮的硝化。DN+C/N滤池组合主要用于将C/N池中产生的硝态氮回流至前置反硝化DN池，同时在C/N池降解DN池中没有消耗完的有机物，反硝化DN池采用原水中的有机物供作碳源。两段法可以在两座滤池中驯化出不同功能的优势菌种，各负其责，缩短生物氧化时间，提高生化处理效率，更适应水质的变化，使处理水水质稳定达标。
1.DC+N曝气生物滤池组合
第一段DC曝气生物滤池以去除污水中碳化有机物为主，在该段滤池中，优势生长的微生物为异养菌。从沿滤池高度方向从进水端到出水端有机物浓度梯度处于递减，其降解速率也呈递减趋势。在进口端由于有机物浓度较高，异养微生物处于对数增殖期，异养微生物膜增长很快，微生物浓度很高，BOD负荷率也较高，有机物降解速率很快，而此时自养微生物处于抑制状态。随着降解反应的进行，在滤池中有机物浓度沿水流方向不断降低，异养微生物处于减速增殖期，微生物膜增长缓慢，而自养微生物处于增殖过程，DC曝气生物滤池最终出水中的有机物浓度已处于较低水平。
第二段N曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化，称为N曝气生物滤池。在该段滤池中，由于进水中的有机物浓度较低，异养微生物较少，而优势生长的微生物为自养性硝化菌，将污水中的氨氮软化成硝酸氮或亚硝酸氮。同样在该段滤池中，由于微生物的不断增殖，老化脱落的微生物膜也较多，所以间隔一定时间也需对该滤池进行反冲洗。
DC十N曝气生物滤池工艺流程见图7-3。

流程说明：原污水先经过预处理设施，去除污(废)水中大颗粒悬浮物后进入DC曝气生物滤池。预处理设施的设计与一段DC曝气生物滤池一样，DC曝气生物滤池的处理出水直接自流入N曝气生物滤池进行硝化处理。
2. DN+C/N生物滤池组合
在该组合工艺中，第一级为DN反硝化生物滤池。污水中的氨氮经第二级C/N曝气生物滤池硝化处理后转化为硝酸盐，并通过回流泵回流至DN反硝化生物滤池，DN滤池中的反硝化菌将回流水中的硝酸盐并利用原污水中的有机物作为碳源，最终将硝酸盐转化为氮气而起到脱氮的目的。
DN+C/N生物滤池工艺流程见图7-4。

三、三段曝气生物滤池

三段曝气生物滤池是在两段曝气生物滤池的基础上增加第三段反硝化滤池，同时可以在第二段滤池的出水中投加铁盐或铝盐进行化学除磷，所以第三段滤池也称为DN或DN-P生物滤池。在工程设计中。根据需要DN生物滤池也可前置(类似于图7-4流程)。三段曝气生物滤池在国外应用较多，而在国内未见报遭。其实，为了达到脱氮的目的，在我国的污水处理中采用DN+C/N生物滤他组合形式完全能够满足要求，没必要采取国外的三段曝气生
物滤池组合工艺。
三段曝气生物滤池工艺流程见图7-5。

总的来说，以上三种滤池组合各有其适用条件，不能一概而论。一般当只需去除污水中的有机物或只需去除污水中的氨氮为目的时，可采用一段法，当需对污水中的氨氮进行硝化时，可在一段法的基础上增加一段N生物滤池而成为两段法；当需进行反硝化脱氮时，也可在一段法的基础上前置一段DN反硝化生物滤池，形DN+C/N两段法。当对污水中的总氮和总磷也有要求时，可再增加一段DN+P生物滤池而成为三段法。当然，一段法工程投资最省，后面每增加一级滤池将会使投资增加。所以在实际工程应用中，应综合考虑处理方案，以确定最经济有效的流程。无论上述哪一种组合方法，均可在滤池进口端投加除磷药剂来进行化学除磷，除磷药剂宜选用铝盐或铁盐。

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