導流曝氣生物濾池在污水處理中的應用

 導流曝氣生物濾池在污水處理中的應用

劉  飛

（貴州長城環保科技有限公司, 貴陽 550000）

摘要：導流曝氣生物濾池是根據導流曝氣生物過濾原理，采用一定工藝及流程制作而成的一種污水處理過濾池，該濾池技術已獲國家專利（專利號：ZL200420033672.4）。濾池結構為U型雙錐導流式，內錐為生物接觸氧化區，外錐為生物過濾區。濾池的技術關鍵是將生物氧化、生物過濾和沉降回流結合在一起，通過反沖洗再生實現濾池周期性運行。在污水的二級或三級處理的實際應用中，充分地顯示出其處理效果好、負荷高、占地面積少、基建投資低、運行費用少等優點，其出水水質達到或優于國家標準，實現中水回用。

關鍵詞： 導流曝氣生物濾池；污水；中水回用

1  導流曝氣生物過濾技術的背景

曝氣生物過濾技術于80年代初出現在歐洲，其突出的特點是在一級強化處理的基礎上，將生物氧化和過濾結合在一起，濾池后不設沉淀池，通過反沖洗再生實現系統的周期性運行。由于曝氣生物過濾技術具有良好的性能，其應用范圍不斷擴大，在經歷了80年代中、后期的較大發展后，90年代初這種工藝已基本成熟。在污水的二級或三級處理中，曝氣生物過濾技術體現出處理負荷高、出水水質好、占地面積省等特點。90年代以后，曝氣生物過濾技術發展很快，派生出多種工藝型式。貴州長城環保科技有限公司經過多年的研制和實踐，開發研制出了獲國家專利的新工藝、新技術產品“導流曝氣生物濾池”（專利號：ZL200420033672.4）。

我國在污水處理中采用的工藝技術繁多，也取得了一定成效，然而不少污水處理項目建成后并不能正常運轉，較長期地處于停機或半停機狀態。其主要原因一是工藝技術或設備運轉不過關，不能保證污水處理后各項指標全面達到排放標準；二是建成后的項目運行費用高，使用單位無力承受昂貴的運行費用。這樣的結果不但不能獲得應有的經濟效益、社會效益和環保效益，相反造成國家在污水處理項目上資金投入的嚴重損失。面對這種情況，2003年國家發改委、國家環保局在珠海組織了污水處理新工藝、新技術的遴選工作。并撥專款在中國環境科學研究院設立課題，在國家發改委項目評審中心監督下，從國內和國外污水處理工藝、技術和設備中，經反復對比，多次審查、現場認定，最后認定出污水處理過程具有創新性、技術水平具有前瞻性、工程應用具有可靠性、地域應用具有代表性、實際操作具有穩定性、工程建設與運行具有經濟性的新工藝、新技術七項，這七項技術被國家發改委列為今后污水處理國債項目和國家項目的必選技術，目前正在編寫大綱和有關資料。貴州長城環保科技有限公司開發研制的“導流曝氣生物濾池”被列入了遴選出的七個項目之一。這已充分地說明，國家和環保專家對導流曝氣生物濾池在污水處理中的應用是十分重視和肯定。

2  導流曝氣生物濾池的原理

貴州長城環保科技有限公司研制的導流曝氣生物濾池充分借鑒了污水處理接觸氧化法、給水快濾法和阿基米德定律的設計思路，集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、定期反沖洗、清污分流、消毒殺菌等特點于一體。其工藝原理為在濾池中裝填粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面上生長著好氧生物膜。當污水流經濾層時，濾料上高濃度生物膜的生物氧化能力對污水中的污染物進行快速降解，此為生物降解過程；同時，當污水流經濾層時，由于濾層的截留及生物膜的生物絮凝綜合作用，使污水中的懸浮物得以有效截留，保證濾池出水的SS達標，此為截留作用；導流曝氣生物濾池通過生物氧化降解過程及截留作用實現對污染物的去除。由于污水在生物接觸氧化區由上而下，在生物過濾區由下而上穿過濾料層，借助于生長在濾料表面的微生物菌群吸附來降解污水中的含碳有機物和硝化氨氮，與此同時，濾料層還有效地截留隨污水進入的SS和脫落的生物膜，最終出水經消毒殺菌后，達標排放或中水回用。

導流曝氣生物濾池的形式為U型雙錐導流曝氣池，內錐為生物接觸氧化區，外錐為生物過濾區。濾池底部設有濾池反沖洗空氣管和水管，污水自上而下進入內錐及生物接觸氧化區內，空氣在導流曝氣過濾池中自下而上，在裝有填料的接觸氧化區內對流接觸氧化，接觸氧化后的水在內錐的導流作用下進入外錐及生物過濾區。

在導流曝氣生物濾池中的對流接觸氧化區下部，自養型細菌如硝化菌占優勢，氨氮在此被硝化。在生物膜內部以及部分填料之間的縫隙蓄積的大量活性污泥存在著兼性微生物。因此，在導流曝氣生物過濾池中可發生碳污染物的去除，同時有硝化和反硝化的功能。

導流曝氣生物濾池在運行一定時間之后，由于生物膜的增長和更新，生物濾料的孔隙將逐步被填充，整個濾層的阻力（水頭損失）逐步增加，當濾層的水頭損失增加到設定值后，就需對濾池進行氣、水反沖洗，以清除濾層中積存的SS并更新濾料表面的生物膜。因此，導流曝氣生物濾池處于周期性的工作狀態，用于城市、醫院等污水處理，其工作周期一般在12～18h之間。

    導流曝氣生物濾池的關鍵是其是一種高負荷、淹沒式、固定化生物膜三相導流反應器。它兼有活性污泥法、生物膜法和泥水分流法三者的優點，集生物氧化、生物吸附、過濾、清污分流于一體，處理后的污水各項指標可達到回用標準。