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1、曝气生物曝气生物滤池池BAF现在学习的是第1页，共29页Ni一、概述一、概述曝气生物滤池曝气生物滤池(biologicalaeratedfilter)简称简称BAF，是是20世纪世纪80年代末年代末90年代初在普通生物滤池的基础上年代初在普通生物滤池的基础上发展而来的，被称为第三代生物膜法工艺。该工艺是发展而来的，被称为第三代生物膜法工艺。该工艺是综合了综合了传统生物膜法工艺传统生物膜法工艺和和快滤池工艺快滤池工艺的运行特征，为适的运行特征，为适应不断提高的排放标准以及废水的资源化回用率而研究和开应不断提高的排放标准以及废水的资源化回用率而研究和开发出来的。发出来的。现在学习的是第2页，共29
2、页NiBAF的应用范围：的应用范围：1概述概述 BAF不仅可用于污水处理厂的深度处理，而且已较不仅可用于污水处理厂的深度处理，而且已较广泛地应用于城市污水、生活杂排水以及各类工业废水广泛地应用于城市污水、生活杂排水以及各类工业废水的处理。的处理。随着研究的深入，曝气生物滤池已从最初以有机物去随着研究的深入，曝气生物滤池已从最初以有机物去除为主要目标、功能单一的除为主要目标、功能单一的BiocarbonBAF工艺型式逐渐工艺型式逐渐发展为具有去除发展为具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脱氮除磷等、硝化、脱氮除磷等多多重功效重功效的新型的新型BAF工艺型式。工艺型式。现在学习的是第3页，共29
3、页NiBAF的基本特点：的基本特点：2概述概述BAF工艺的最大特点是集工艺的最大特点是集有机物的生物氧化有机物的生物氧化和和悬浮固体悬浮固体的截留的截留于一体，不仅可以有效地去除于一体，不仅可以有效地去除BOD5和和SS，还可，还可以实现有效的脱氮除磷功能，对有害物质（以实现有效的脱氮除磷功能，对有害物质（AOX）也有）也有良好的去除效果。节省了后续二沉池，在保证处理效果良好的去除效果。节省了后续二沉池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。的前提下使处理工艺简化。此外，还具有有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停此外，还具有有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高及所需基建投资
4、少、能耗及运行成本低留时间短、出水水质高及所需基建投资少、能耗及运行成本低的优点。的优点。现在学习的是第4页，共29页MiBAF的工艺流程：的工艺流程：3概述概述在滤池中装填有一定量的滤料，滤料表面生长着高活在滤池中装填有一定量的滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，运行时，滤池内部曝气。性的生物膜，运行时，滤池内部曝气。污水流经时，利用高比表面积滤料带来的高活性生物膜的污水流经时，利用高比表面积滤料带来的高活性生物膜的氧化降解能力，对污水进行快速净化，此为氧化降解能力，对污水进行快速净化，此为氧化降解过程氧化降解过程；同时，流水经过，滤料成压实状态，截留污水中悬同时，流水经过，滤料成压实状态，
5、截留污水中悬浮物，确保脱落的老化生物膜不随水流漂出，此为浮物，确保脱落的老化生物膜不随水流漂出，此为过滤过滤阻截过程阻截过程；运行一段时间后，水头损失会增大，需对滤池进行反冲洗，运行一段时间后，水头损失会增大，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程反冲洗过程。现在学习的是第5页，共29页BAF可分为可分为升流式升流式和和降流式降流式，除了污水在滤池中，除了污水在滤池中的流向不同外，其池型结构基本相同。的流向不同外，其池型结构基本相同。二、二、BAF工艺的构造工艺的构造现在学习的是第6页，共29页从图中可看出，曝气生物滤池的结构形式
6、主要由从图中可看出，曝气生物滤池的结构形式主要由承托层承托层、滤料层滤料层、布水布水系统系统、布气系统布气系统和和反冲洗系统反冲洗系统（包括反冲洗空气和反冲洗水）五个部分构（包括反冲洗空气和反冲洗水）五个部分构成。成。BAF工艺的构造工艺的构造现在学习的是第7页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造1 1承托层承托层承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料的流失和滤头的堵塞。承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料的流失和滤头的堵塞。要求其具有良好的布水均匀性和一定的承载强度及化学稳定性。要求其具有良好的布水均匀性和一定的承载强度及化学稳定性。工程中一般选用工程中一般选用鹅卵石鹅卵石作为承托层。承托层的装填
7、必须作为承托层。承托层的装填必须要有一定的要有一定的级配级配，一般从上到下粒径逐渐增大，层高为，一般从上到下粒径逐渐增大，层高为0.40.6m。现在学习的是第8页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造2 2 滤料层滤料层滤料是滤料是BAF工艺的工艺的关键关键和和核心核心组成部分。组成部分。BAF以采用以采用单一均质滤料单一均质滤料为特征。为特征。目前常用的滤料主要有目前常用的滤料主要有石英砂石英砂、轻质陶粒轻质陶粒及及塑料颗粒塑料颗粒（合（合成纤维、聚苯乙烯小球）等。成纤维、聚苯乙烯小球）等。现在学习的是第9页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造滤料滤料在选择滤料时应掌握以下在选择滤料时应掌握以
8、下原则原则：形状规则，以球形为佳。形状规则，以球形为佳。机械强度高。机械强度高。具有良好的生物化学稳定性。具有良好的生物化学稳定性。比重适中比重适中。比重过大，会造成在反冲洗时滤料悬浮困难并使比重过大，会造成在反冲洗时滤料悬浮困难并使反冲洗时能耗增加；比重过小，又容易引起跑料。反冲洗时能耗增加；比重过小，又容易引起跑料。滤料表面必须滤料表面必须粗糙粗糙。表面粗糙度大，初期挂膜快，反冲洗时又可以减少生表面粗糙度大，初期挂膜快，反冲洗时又可以减少生物膜的脱落程度。物膜的脱落程度。多孔性多孔性。滤料良好的孔隙率能为菌胶团提供最佳的生。滤料良好的孔隙率能为菌胶团提供最佳的生长条件。长条件。现在学习的是
9、第10页，共29页Ni几种滤料的物理性质比较几种滤料的物理性质比较滤料种类滤料种类比表面积比表面积/(m2/g)总孔体积总孔体积(cm3/g)陶粒陶粒3.994.110.103石英砂石英砂0.760.0165炉渣炉渣0.910.0488焦炭焦炭1.270.063沸石沸石0.460.0269BAF工艺的构造工艺的构造滤料滤料现在学习的是第11页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造滤料滤料所选滤料与所选滤料与BAF运行方式密切相关：运行方式密切相关：降流式降流式采用采用大比重大比重颗粒滤料颗粒滤料Biocarbon采用石英砂滤料采用石英砂滤料升流式升流式采用采用轻质轻质滤料滤料Biofor采用比重
10、水的陶粒滤料采用比重水的陶粒滤料Biostyr采用比重水的聚苯乙烯球形颗粒滤料采用比重水的聚苯乙烯球形颗粒滤料现在学习的是第12页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造滤料滤料滤料的滤料的粒径粒径和和级配级配与对与对BAF的运行有重大影响：的运行有重大影响：从表从表3-4可以看出，较小粒径的滤料，出水水质较好。可以看出，较小粒径的滤料，出水水质较好。但表但表3-5反映出滤料粒径小，其纳污能力也小，所以容易发生堵塞，运行周期短，需要的反冲洗水反映出滤料粒径小，其纳污能力也小，所以容易发生堵塞，运行周期短，需要的反冲洗水量较大。且滤料粒径越小，水头损失也越大，故不适合高水力负荷的情况。量较大。且滤料
11、粒径越小，水头损失也越大，故不适合高水力负荷的情况。目前，普遍使用的滤料粒径为目前，普遍使用的滤料粒径为2.08.0mm。当处理废水的当处理废水的SS较高时，粒径不宜小于较高时，粒径不宜小于2.04.0mm。现在学习的是第13页，共29页3 3布水系统布水系统曝气生物滤池的布水系统包括曝气生物滤池的布水系统包括进水布水进水布水和和反冲洗布反冲洗布水水两个方面。两个方面。进水布水包括：进水布水包括：配水室配水室和和配水滤头配水滤头配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水混配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水混合均匀，通过配水滤头均匀的进入滤料层；除了作为滤合均匀，通过配水滤头均匀的进入滤
12、料层；除了作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期反冲洗时的布水用。池正常运行时布水用外，也作为定期反冲洗时的布水用。对于下向流滤池，布水系统的主要作用是用作对于下向流滤池，布水系统的主要作用是用作滤池的反冲洗布水和收集净化水。滤池的反冲洗布水和收集净化水。BAF工艺的构造工艺的构造现在学习的是第14页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造反冲洗布水反冲洗布水反冲洗系统必须：反冲洗系统必须：有足够的水头；有足够的水头；在在BAF的整个过水断面上分布均匀。的整个过水断面上分布均匀。反冲洗布水系统：反冲洗布水系统：现在学习的是第15页，共29页现在学习的是第16页，共29页 除采用上述的除采用上述的滤
13、板、滤头配水滤板、滤头配水方式外，也有小型的曝气生物方式外，也有小型的曝气生物滤池采用滤池采用穿孔管配水穿孔管配水(管式大阻力配水方式管式大阻力配水方式)的形式。的形式。曝气生物滤池一般采用管式大阻力配水方式，其形式如下图曝气生物滤池一般采用管式大阻力配水方式，其形式如下图所示。所示。BAF工艺的构造工艺的构造布水系统布水系统现在学习的是第17页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造4 4布气系统布气系统包括：包括：正常运行时供氧所需的曝气系统正常运行时供氧所需的曝气系统进行气进行气水联合反冲洗时的供气系统水联合反冲洗时的供气系统BAF属于属于附着生长型的好氧生物处理工艺附着生长型的好氧生物处理
14、工艺，因此保持足够，因此保持足够的的DO是保证其是保证其生物膜高活性生物膜高活性以及以及处理功能有效发挥处理功能有效发挥的前提。的前提。现在学习的是第18页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造布气系统布气系统曝气生物滤池一般采用曝气生物滤池一般采用鼓风曝气鼓风曝气形式，布气装置形式，布气装置主要有主要有大、中孔口穿孔管大、中孔口穿孔管和和滤头滤头（如单孔膜专用曝气器）（如单孔膜专用曝气器）两种。两种。现在学习的是第19页，共29页Ni现在学习的是第20页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造布气系统布气系统曝气生物滤池一般采用曝气生物滤池一般采用鼓风曝气鼓风曝气形式，布气装置的选择形式，布气装置
15、的选择需要考虑对氧的利用率以及对滤料层足够的冲刷作用，主要有需要考虑对氧的利用率以及对滤料层足够的冲刷作用，主要有大、中孔口穿孔管大、中孔口穿孔管和和滤头滤头（如单孔膜专用曝气器）两种。（如单孔膜专用曝气器）两种。图图1140/43其中穿孔管布气造价较低，并具有良好的冲刷作其中穿孔管布气造价较低，并具有良好的冲刷作用，可延缓阻塞，但对氧的利用率较低。用，可延缓阻塞，但对氧的利用率较低。现在学习的是第21页，共29页布气管道的设置通常有三种方式：布气管道的设置通常有三种方式：滤层曝气式滤层曝气式：将曝气管设置在滤料下层。：将曝气管设置在滤料下层。承托层曝气式承托层曝气式：将曝气管设置在承托层内。
16、：将曝气管设置在承托层内。承托层下曝气式承托层下曝气式：将曝气管设在滤池底部集水空间，：将曝气管设在滤池底部集水空间，与反冲洗空气管道合二为一。与反冲洗空气管道合二为一。BAF工艺的构造工艺的构造布气系统布气系统现在学习的是第22页，共29页BAF工艺的构造工艺的构造5.5.反冲洗系统反冲洗系统 气气水联合反冲洗水联合反冲洗目的：目的：去除滤池运行过程中截留的各种杂质及老化脱落的生物膜。去除滤池运行过程中截留的各种杂质及老化脱落的生物膜。程序：程序：先降低滤池内的水位并先降低滤池内的水位并单独气洗单独气洗，而后采用，而后采用气气水联合水联合反冲洗反冲洗，最后再，最后再单独水洗单独水洗。一般由微
17、机自动控制。频率通常。一般由微机自动控制。频率通常为为1次次/d。反冲洗系统应有相应的反冲洗系统应有相应的流量计量装置流量计量装置，以保证准确掌握好冲洗，以保证准确掌握好冲洗强度，以使滤层有强度，以使滤层有轻微膨胀轻微膨胀为原则。既要促使老化生物膜和被为原则。既要促使老化生物膜和被截留的截留的SS与填料分离，又要避免导致滤料的流失和对滤料过与填料分离，又要避免导致滤料的流失和对滤料过分冲刷，使其表面生长的生物膜脱落而影响处理效果。分冲刷，使其表面生长的生物膜脱落而影响处理效果。现在学习的是第23页，共29页根据根据水流流向水流流向的不同，的不同，BAF工艺有两种运行方式：工艺有两种运行方式：升
18、流式（升流式（UBAF）降流式（降流式（DBAF）三、三、BAF工艺的运行方式工艺的运行方式聚苯乙烯小球聚苯乙烯小球轻质陶粒滤料轻质陶粒滤料石英砂石英砂现在学习的是第24页，共29页目前多采用升流式目前多采用升流式在升流式在升流式BAF中，曝气和水流方向相同，持续的曝气所产生的中，曝气和水流方向相同，持续的曝气所产生的紊动均化作用紊动均化作用有利于布水的均匀性。有利于布水的均匀性。升流式工艺在水流和气流的同向上升过程的冲刷作用下以及经过反冲洗升流式工艺在水流和气流的同向上升过程的冲刷作用下以及经过反冲洗后滤料后滤料自然形成自然形成的的滤料粒径分布滤料粒径分布，可以把废水中的，可以把废水中的SS
19、带至滤池中部，使滤料带至滤池中部，使滤料纳污能力增强，延长滤池的工作时间。纳污能力增强，延长滤池的工作时间。升流式更易于通过曝气管道设置位置的变化实现更强的处理功能。升流式更易于通过曝气管道设置位置的变化实现更强的处理功能。曝气生物滤池本质上看采用的是类似于活性污泥法中的曝气生物滤池本质上看采用的是类似于活性污泥法中的渐减曝气法渐减曝气法，其工艺，其工艺的实质是根据底物降解规律合理分配水中供氧量。而曝气生物滤池又属于的实质是根据底物降解规律合理分配水中供氧量。而曝气生物滤池又属于推流式反应器推流式反应器，底物浓度沿滤层递减。所以，底物浓度沿滤层递减。所以，DO和底物协调合理的分配方式和底物协调
20、合理的分配方式使得升流式的净化效果优于降流式。使得升流式的净化效果优于降流式。BAF工艺的运行方式工艺的运行方式现在学习的是第25页，共29页根据根据处理功能处理功能分：分：以以有机物去除有机物去除为目标的运行方式（为目标的运行方式（C-BAF）以以硝化硝化为目标的运行方式（为目标的运行方式（N-BAF）以以脱氮脱氮为目标的运行方式（为目标的运行方式（DN-BAF）以以脱氮除磷脱氮除磷为目标的运行方式（为目标的运行方式（NP-BAF）实现不同功能运行方式的主要区别在于实现不同功能运行方式的主要区别在于曝气管道在滤层中曝气管道在滤层中布置位置布置位置、过滤出水回流的设置过滤出水回流的设置以及以及
21、工艺设计负荷工艺设计负荷的不同。的不同。BAF工艺的运行方式工艺的运行方式现在学习的是第26页，共29页曝气管道设置在滤池的底部及以下（包括设置在承曝气管道设置在滤池的底部及以下（包括设置在承托层或与反冲洗空气管道联合设置在底部集、配水空间，托层或与反冲洗空气管道联合设置在底部集、配水空间，即即承托层曝气式承托层曝气式和和承托层下曝气式承托层下曝气式），通过曝气作用），通过曝气作用使整个滤池处于好氧状态，不设置出水回流系统，设计使整个滤池处于好氧状态，不设置出水回流系统，设计有机负荷较高，操作运行简单。有机负荷较高，操作运行简单。1、C-BAF运行方式运行方式现在学习的是第27页，共29页2、
22、N-BAF运行方式运行方式N-BAF与与C-BAF的运行方式基本一致，不同点在的运行方式基本一致，不同点在于其设计有机负荷较低或所需运行停留时间（于其设计有机负荷较低或所需运行停留时间（HRT）较）较长，以满足硝化菌的生长繁殖条件。长，以满足硝化菌的生长繁殖条件。以上两种以上两种BAF均可以升流式或降流式运行均可以升流式或降流式运行现在学习的是第28页，共29页3、DN-BAF运行方式运行方式曝气管道设置在滤层内部（曝气管道设置在滤层内部（滤层曝气式滤层曝气式）。曝气）。曝气管道将整个滤床分割成管道将整个滤床分割成好氧好氧和和缺氧缺氧两个区域，通过将部两个区域，通过将部分出水回流至滤池底部，使分出水回流至滤池底部，使BAF以以An/O工艺方式运行。工艺方式运行。在好氧区充分实现有机物的氧化降解和氨氮的硝在好氧区充分实现有机物的氧化降解和氨氮的硝化，在缺氧区通过出水回流及进水中输入的有机底物化，在缺氧区通过出水回流及进水中输入的有机底物实现反硝化，从而实现脱氮功能。实现反硝化，从而实现脱氮功能。现在学习的是第29页，共29页