曝氣生物濾（lǜ）池的研究發展動態
簡介： 本文通過對曝氣生物濾池的發（fā）展、現在工（gōng）程中的幾種主（zhǔ）流曝氣生物濾（lǜ）池工藝的各自特點以及在國內外（wài）的應用情（qíng）況的分析，提出曝氣生（shēng）物濾池工藝在中國（guó）存在的問題及（jí）應用前（qián）景。
關鍵字：曝氣生物（wù）濾池 BiosesTYR Biofor BiosesMEDI _c #P
一、曝氣生物濾（lǜ）池工（gōng）藝發展和特點
曝氣生物濾池(biological aerated filter)與（yǔ）普通活性（xìng）汙泥法相比，具有有機（jī）負荷高、占地麵積小(是普通活性（xìng）汙泥法的1/3 )、投資少(節約30%)、不（bú）會產生汙泥膨脹、氧傳輸效（xiào）率高、出水水質好（hǎo）等優點，但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS≤100 mg/L，*好SS≤60mg/L)，因此對進水需要進行預處理。同時，它的反衝洗水量（liàng）、水頭（tóu）損失（shī）都較（jiào）大。
世界上（shàng）首座曝氣（qì）生物濾池於1981年在法國投產，隨後在（zài）歐（ōu）洲各國得到廣泛應用（yòng）。美國和加拿大等美洲國家（jiā）在20世紀（jì）80年代末引進（jìn）此工藝，日本、韓國和中國台灣也先後（hòu）引進了此項技術。目前世界上較大的環保公（gōng）司如法國（guó）得利（lì）滿公司、德國菲力普穆（mù）勒公司、法國VEOLIA公司均把它作為（wéi）拳（quán）頭產品在全世界推廣。在中國內地，曝氣生物濾池正處於推（tuī）廣階段。大連市馬欄河汙水處理廠是我國**個采用曝（pù）氣生物濾池工藝的城市汙水處理廠（由東北市政院設計），廣東新會東郊汙水處理廠（chǎng）采用了水解（jiě）——曝氣生物濾池汙水處（chù）理工藝（yì）（由中冶馬院設計）。另外，我國一部分工業廢水的處理也采用了此項技術。國內許多科研設計單位對曝氣生物濾池也進行了試驗研究。隨著曝氣生物濾（lǜ）池（chí）在世界範（fàn）圍內不斷推廣和普及，很多學者在其結構形式、功能、啟動和濾料等方麵進行了（le）詳細的研（yán）究，取得了（le）很多成果。
二、國內外發展情況
1. BiosesTYR®工（gōng）藝
BiosesTYR®是（shì）法國（guó）OTV公司的注冊水處理工藝技術，由於采用了（le）新型輕質懸浮填料- BiosesTYRENE(主（zhǔ）要成分（fèn）是聚苯乙烯，且比重小於1g/cm3)而得名。下麵以去除BOD、SS並具有硝化脫氮功（gōng）能的反應器為例（lì）說明其工藝結構與基本原理。
BiosesTYR®工藝是一種上向流生（shēng）物濾池，是一種運行可靠、自（zì）動化程度高、出水水質（zhì）好、抗（kàng）衝擊能力強（qiáng）和節約能耗的新一代汙水處理革新工藝。BiosesTYR® 工藝是成熟/高效的一種汙水生物（wù）處理工藝，其參與生物處理的生物（wù）附著在顆粒狀（zhuàng）濾料上。汙水通過濾料，其中含有的汙染物被（bèi）濾料表層上的生物（wù）膜降解轉化，同時（shí），溶解狀態的有機（jī）物和特定物質也（yě）被去除，所產生的汙泥保留在過濾層中，而隻讓淨化的水通過，這（zhè）樣可在一個密閉反應器（qì）中達到完全的生物處理（lǐ）而不需在下遊設置二沉池進行固液分離。
法國（guó）威立雅水務係統(前身為OTV)在淹沒式生物濾池領域擁有十幾年的工程設（shè）計、建（jiàn）設和運行（háng）經（jīng）驗，並且（qiě）在世界各地建設了（le）100多座類似工藝的汙水處理廠，該工藝*先開發時是用於二級和三級處理，而目前（qián）該（gāi）工（gōng）藝（yì）已經可以和多種預處理工藝配合直接進行生化處理，並且能夠達到很好的排（pái）放水質標準。
濾池底部設有進水和（hé）排泥管，中上部是填料層，厚度（dù）一（yī）般為2.5～3.5m，為防止濾料流失，濾床上方設置裝有（yǒu）濾頭（tóu）的混凝（níng）土擋板，濾頭可從板麵拆下，不用排空濾床，方便維修。擋板上部空（kōng）間用作反衝（chōng）洗水的儲水區（qū），其高度根據反衝洗水（shuǐ）頭而定，該（gāi）區內設有回流泵用以將濾池出（chū）水泵至配水廊（láng）道，繼而回流到濾池底部實現反硝化,在不需要反硝化的工藝中則沒有該回流係統。填料層底部與（yǔ）濾池底部的空間留作反衝洗再生時填料膨（péng）脹之用。
濾池供氣係統分兩套管路，置於填料層內的（de）工藝空氣管用於工藝曝氣，並將填料層分為上下兩個區：上部（bù）為好氧區，下部為缺氧區。根據不同的原水水質、處理目的和要求，填料層的高度可以（yǐ）變化，好氧區、厭氧區所占比例也可有所不同。濾池底部的空（kōng）氣管路是反衝洗空（kōng）氣管。
該工藝具有如下優點：
•上向流濾池，底部渠道進配水，頂部出水（shuǐ）
•濾料比重小於（yú）1
•穿孔管曝氣，節（jiē）省設備投資和維護費
•濾頭在濾池的頂部，與處理後水（shuǐ）接觸，易於維護
•重力反衝洗，無須反衝洗水泵
•工藝空氣（qì）和反衝洗用氣共用鼓風機
•曝氣（qì）管可布置在（zài）濾層中（zhōng）部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能
2. Biofor®工藝
Biofor®（生物過濾氧化反（fǎn）應池）是得利滿水務繼滴濾池、Biodrof®幹式過濾係統之後的專為汙水處理廠設計的第三代生物膜反應池。
與其（qí）它類型（xíng）的生（shēng）物過濾工藝相比， Biofor® 主要具有下列特性：
①向上流生物過濾
待（dài）處理的水自濾池底部流至頂部，這個上（shàng）流（liú）過濾在濾池的整個高（gāo）度上持續（xù）提供正壓條件，與下向流過濾相比，這為向上流過濾提（tí）供（gòng）了許多優勢。
②使用特製的（de）過濾及生物膜支持煤介：Biolite生（shēng）物濾料
生物濾料將（jiāng）孔（kǒng）隙率、密度、硬度和耐磨損度等**的結合，以確保獲得很（hěn）高的生物膜濃度和較大的截留能力，並加長了運行周期。
③高性（xìng）能曝氣
Biofor®采用了特製的曝氣頭（tóu）：它不僅（jǐn）能高效的供氧，而且節約能源、使用**、易於操作和維護。
④流體完全均勻（yún）的分布
空（kōng）氣和水流為同向流。Biofor®生物濾池的濾板（bǎn）配有特殊的25UB33e濾頭，該濾頭（tóu）的防阻塞設計通（tōng）過均（jun1）勻（yún）的配水使過濾效果更加優化。
⑤有效的衝洗
衝洗操作為全自（zì）動、可編程
3．BiosesMEDI工藝
上海市政院（yuàn）鄒偉國等開發了一種名為BiosesMEDI的曝氣生物濾池，它（tā）采用了脈衝（chōng）反衝洗、氣水同向流的形式，可用於微汙染源水預處理或汙水深度處理。
BiosesMEDI生物濾（lǜ）池是上海市政工程設計研究院（yuàn）針對微汙染原水開發的一（yī）種新（xīn）型生物濾池，該濾池以輕質顆粒濾料為過濾介質，濾料比重較小，一般約在0.1左右，粒徑的大小為4～5mm左右，比重（chóng）及粒徑的大小可根據實際需要選擇（zé）確定，這種濾料具有來源廣泛、濾料（liào）比表麵積大、表麵適宜（yí）微生物生長、價格便宜（300～500元/米（mǐ）3）、化學穩定性好等一係列（liè）優（yōu）點。
BiosesMEDI生物濾池原理如圖1：
濾池上部采用鋼筋（jīn）混凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水）抵製濾料（liào）的（de）浮力及運行的阻力。在（zài）濾層下部，用混凝土（tǔ）板或鋼板分隔在濾層下部形成氣囊，在反（fǎn）衝洗時下部形成（chéng）空氣室。
原水從進水閥進入氣室，通過中空管進入濾層，在濾料阻力的（de）作用下使濾池進水均勻（yún），空（kōng）氣（qì）布氣管安（ān）裝（zhuāng）在濾層下部，空（kōng）氣通過穿孔（kǒng）布氣管進行布氣，經過濾層去除水中的（de）有機物、氨氮後，出水經（jīng）倒（dǎo）濾頭進入上部清（qīng）水區域排出。
濾池反衝洗采用脈衝衝洗的（de）方法，首（shǒu）先關閉進水閥及曝氣管，打開（kāi）濾池下部（bù）的反衝洗氣管，在濾（lǜ）層下（xià）部形成一段氣墊層（céng），當氣墊層達到一定高度後，此時瞬時把氣墊（diàn）層中的（de）空氣通過閥（fá）門或虹吸的方法（fǎ）迅速排空，此時濾層中從上到下衝（chōng）洗的水流量瞬時突然加大，導致濾料層突然（rán）向下膨脹，脈（mò）衝幾（jǐ）次後，可以把附著在（zài）濾料上的懸浮物質（zhì）脫落，再打（dǎ）開排泥閥，利（lì）用（yòng）生物濾池（chí）的出水進行水漂洗，可有效地達到清潔濾料的目的。
具有以下優點：
①、 較小的（de）濾層阻力；采（cǎi）用氣水同向流，避免（miǎn）了氣水逆向流時水（shuǐ）流速度和氣（qì）流速度的相對抵消而造成能（néng）量的浪費，另外，濾料粒徑較均勻，大大增加濾（lǜ）層的孔隙率，減少濾池運行時的（de）水頭損（sǔn）失（shī）。
②、 價格低（dī）、性能優的（de）濾料；濾料具有來（lái）源廣泛、濾料比表麵積大、表麵適宜微生物生長、價格便宜（一般價格低於500元/m3）、化學穩定性好；濾料比表（biǎo）麵積大，有利於氧氣的傳質，大大提高（gāo）了充氧效（xiào）率，布氣可采（cǎi）用穿孔管布氣即可，節省工程投資。
③、 獨特的脈衝反衝洗形（xíng）式；傳統的水反衝、氣水反衝均難以奏效，該濾池采用獨（dú）特的脈衝反衝洗方式，不需要專門的反（fǎn）衝洗水泵及鼓風機，是一種高效、低能耗的反（fǎn）衝洗形式。
三、應用範圍
曝（pù）氣生物濾池的應用範圍較為廣（guǎng）泛，其在水深度處理、微汙染源水（shuǐ）處（chù）理、難（nán）降解有機物處（chù）理、低溫汙水的（de）硝化、低（dī）溫微（wēi）汙（wū）染水（shuǐ）處理中都有很好的、甚至不可替代的功能。
在低溫（wēn）汙水中，西寧**汙水處理廠由於冬季*低水溫約6℃，為了（le）解決硝化問題，在可行性研究報（bào）告（gào）報告中就推薦了曝氣生物濾池+A2/O處理工藝。
在廣東新會4萬立方米（mǐ）/噸汙水處理廠（BOT特許權項目（mù））項（xiàng）目中，**應用於國內生活汙水（shuǐ）處理工程中並（bìng）獲得成功（gōng），其工藝為水解+二級曝氣生物濾池（設CN池與（yǔ）N池二（èr）級），該項目（mù）已經投產運行。
在（zài）難降解（jiě）有機物處理中，青島（dǎo）啤酒（徐州金波）有限公司廢（fèi）水處理工程中，再用了水解酸化（huà）+曝氣生物濾池處理工藝，從運行上看，選（xuǎn）用的工藝是滿足要求的。
在中水回用中，大連馬欄河汙水處（chù）理廠工程，采用的是法國（guó）得利滿（mǎn）A3D+BIOFOR工藝（yì）技術（shù）, 出水水（shuǐ）質達到（dào）三級標準，日處理（lǐ）汙水12萬噸，其中4萬噸出水可（kě）回用於城市綠化，建築施工，工業等。
山西臨汾中水回用工程（chéng）中，二級處理（lǐ）的出水（shuǐ）作為水源，為了解決其氨氮這一指標，該（gāi）工程采用曝（pù）氣生物（wù）濾池作為預（yù）處理單元。
在國內，豬場糞便汙水處理工程，印染廢水處理工程，腸衣加工廢水（shuǐ）處理工程，澱粉廢水（shuǐ）處（chù）理工程等中都有應用。
四、問題與前景
作為一種嶄新的（de）水處理工藝——曝氣生物（wù）濾池正處在推廣之中。根據目前的研究和應用情況，今後仍有好多問題有待研究：生物膜的特點及其快（kuài）速啟動的方式；生（shēng）物氧化功（gōng）能和（hé）過濾功能之（zhī）間的相互關係；反衝洗過程中生物膜的（de）脫落規律；進一步拓寬曝氣生物濾池的應（yīng）用範圍，研究其在水（shuǐ）深度處理（lǐ）、微汙（wū）染源水處理、難降解（jiě）有機物處理、低溫汙水的硝化、低溫微汙染水處理問題中如何與其他工藝相結合。
曝氣（qì）生（shēng）物濾池中核心（xīn）介質（zhì）――濾料的研究也會促進（jìn）該工藝（yì）在中國的（de）應用（yòng）的範圍，BiosesTYR®、Biofor®兩種工藝功能比較強大，但在中國大（dà）範圍的應用仍存在問題，如**問題，再有它們從（cóng）投資上都比較大，這也阻礙了這（zhè）兩種工藝在中國的（de）大範圍（wéi）的應用。
所以特種濾料的的研究與生產的國產化（huà）將是曝氣生物濾池在國內大範圍的應用的關（guān）鍵。
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