導(dǎo)流曝氣生物濾池在污水處理中的應(yīng)用

預(yù)處理池主要由化糞池、格柵調(diào)節(jié)池、預(yù)消毒系統(tǒng)三部分組成。其功能是降低污水中的SS和一定程度的BOD₅、CODcr等指標(biāo)，出來的污水自上而下進(jìn)入導(dǎo)流曝氣生物過濾系統(tǒng)。

導(dǎo)流曝氣生物濾池的內(nèi)錐為生物接觸氧化區(qū)，外錐為生物過濾區(qū)，底部為導(dǎo)流沉降回流區(qū)。在接觸氧化區(qū)和生物過濾區(qū)內(nèi)，設(shè)有濾料，導(dǎo)流沉降回流區(qū)內(nèi)裝有導(dǎo)流板，濾料下部設(shè)有濾池反沖洗空氣管和水管。其污水流向?yàn)椋何鬯陨隙逻M(jìn)入內(nèi)錐及生物接觸氧化區(qū)內(nèi)，通過濾料空隙間曲折下行至導(dǎo)流沉降回流區(qū)，在導(dǎo)流墻的作用下，進(jìn)入生物過濾區(qū)，并同樣通過濾料空隙曲折上升。空氣的流向?yàn)椋涸诮佑|氧化區(qū)內(nèi)，空氣是自下而上，在濾料空隙間曲折上升；在生物過濾區(qū)內(nèi)空氣同樣是自下而上，在濾料空隙間曲折上升。水與空氣在接觸氧化區(qū)內(nèi)對流接觸，在濾料空隙間曲折上升，與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下發(fā)生氣、液、固三相反應(yīng)。同樣，水與空氣在生物過濾區(qū)內(nèi)，在濾料空隙間曲折上升，與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下，發(fā)生氣、液、固三相反應(yīng)。由于生物膜附著在濾料上，不受泥齡限制，因而種類豐富，對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、攔截在濾料表面，作為降解菌的營養(yǎng)基質(zhì)，加速降解菌形成生物膜，生物膜又進(jìn)一步“俘獲”基質(zhì)，將其同化、代謝、降解。在碳氧化／硝化合并處理時(shí)，靠近濾池進(jìn)水口的濾層段內(nèi)有機(jī)污染濃度高，異養(yǎng)菌群占絕對優(yōu)勢，大部分的含碳污染物（CODcr）BOD₅和SS在此得以降解和去除，濃度逐漸降低。在導(dǎo)流曝氣生物濾池下部的自養(yǎng)型細(xì)菌中硝化菌占優(yōu)勢，氨氮被硝化。在生物膜內(nèi)部以及部分填料間的空隙，蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物。因此，在導(dǎo)流曝氣濾池中可發(fā)生碳污染物的去除，同時(shí)有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼有過濾的作用，隨著處理過程的進(jìn)行，在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥。這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機(jī)物的同時(shí)，還起到了很好的吸附過濾作用，從而能使有機(jī)物及懸浮物均得到比較徹底的清除。

在運(yùn)行過程中，隨著生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜及濾料上截留的雜質(zhì)不斷增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，到一定時(shí)期，需對濾料進(jìn)行反沖洗。導(dǎo)流曝氣生物濾池以其貯存在清水池中清澈的出水作為反沖用水，不另設(shè)反沖水池，反沖洗廢水通過排水管回流到預(yù)處理設(shè)施。經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池處理后的水，流入消毒區(qū)，本工藝采用二氧化氯消毒，使凈化后的水質(zhì)優(yōu)于《國家污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》二級排放標(biāo)準(zhǔn)或達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。污水處理過程中，要產(chǎn)生一定的污泥，污泥經(jīng)消毒、干化處理后可用作肥料。

4  本工藝主要特點(diǎn)

4.1  較小的池容和占地面積

導(dǎo)流曝氣生物濾池的BOD₅容積負(fù)荷大，幾乎是常規(guī)二級生物處理的5～10倍，所以它的池容積和占地面積較常規(guī)二級生物處理工藝要小得多。同時(shí)，由于初濾池后可不設(shè)二次沉淀池，大大節(jié)省了占地面積和土建費(fèi)用。污水處理廠采用導(dǎo)流曝氣生物濾池的總占地面積只有氧化溝工藝的1/3。

濾池內(nèi)高比表面積和粗糙多孔的粒狀生物填料，使其可能積聚多達(dá)10～15g／L的微生物量，高濃度的微生物量將使得導(dǎo)流曝氣生物濾池的容積負(fù)荷大為提高，減少池容及占地面積，此對擬建的污水處理設(shè)施具有重要意義。

由于導(dǎo)流曝氣生物濾池對污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全達(dá)到國家所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，故濾池后面不需設(shè)置二沉池。

4.2  抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定

處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)好，是由于整個(gè)過濾分流中存在著較高濃度的微生物，生化反應(yīng)速率高，并可通過控制供氣量使濾池中存在好氧和缺氧環(huán)境，使得該裝置組合可實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化。同時(shí)，由于高濃度的微生物以生物膜的形式固定在粒狀濾料的表面，無污泥膨脹之慮，不會(huì)因?yàn)V池受水力負(fù)荷的沖擊而造成微生物流失，因此，導(dǎo)流曝氣生物濾池對水力負(fù)荷及有機(jī)負(fù)荷都具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。

4.3  簡化處理流程

由于導(dǎo)流曝氣生物濾池的生物和物理綜合截留作用，處理后水中的SS很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，使處理流程得以簡化，進(jìn)一步節(jié)省占地面積。

4.4  工程費(fèi)用及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用相對較低

由于導(dǎo)流曝氣生物濾池工藝流程短、池容小和占地省，使工程費(fèi)用大大低于常規(guī)二級生物處理工藝。同時(shí)，采用濾池專用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀濾料對氣泡的切割及阻擋作用，使得氣泡在濾層中進(jìn)一步被細(xì)碎，強(qiáng)化氣、液傳質(zhì)效應(yīng)，增加濾層內(nèi)的微生物與空氣的接觸面積和時(shí)間，導(dǎo)致濾池總體充氧效率大為提高，氧的利用率達(dá)30%以上，從而降低能耗。

4.5  自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理簡單

由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時(shí)器、變頻器、PLC中央程控系統(tǒng)及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得導(dǎo)流曝氣生物濾池運(yùn)行管理自動(dòng)化得以順利實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)行管理變得簡單易行。

一般來說，導(dǎo)流曝氣生物濾池可以對進(jìn)水水質(zhì)、水量以及污水中溶解氧濃度進(jìn)行在線檢測，并通過PLC控制系統(tǒng)方便地調(diào)整曝氣時(shí)間的長短，控制風(fēng)機(jī)的供氧量，易于優(yōu)化運(yùn)行，特別是對大規(guī)模污水處理廠更顯突出。

4.6  脫氮除磷效果好

通過設(shè)置不同功能的濾池組合或在同一濾池中設(shè)置不同的功能分區(qū)，即通過兩組裝置或在同一座濾池內(nèi)，分別人為地造成好氧、缺氧的環(huán)境，可使濾池在降解污水中有機(jī)物（BOD5）的同時(shí)，還能去除污水中的氮和部分磷。

根據(jù)生活和醫(yī)院污水處理工程實(shí)際情況表明，在導(dǎo)流曝氣生物濾池運(yùn)行過程中，濾料中存在著厭氧或缺氧的微環(huán)境，使得導(dǎo)流曝氣生物濾池內(nèi)部生存著大量厭氧或兼性微生物。在導(dǎo)流曝氣生物濾池進(jìn)行除碳、硝化的過程中，由于濾料上存在著厭氧或兼性微生物，脫氮的同時(shí)反硝化反應(yīng)也在進(jìn)行，其反硝化效率可達(dá)50%以上。

4.7  對氣溫及運(yùn)行方式的適應(yīng)性強(qiáng)

由于大量的微生物生長在粒狀填料粗糙多孔的內(nèi)部和表面，微生物不會(huì)流失，即使長時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)也能保持其菌種的活性。如長時(shí)間停止不用后再恢復(fù)運(yùn)行，可在進(jìn)水、供氣后的幾天內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行；由于導(dǎo)流曝氣生物濾池所特有的高微生物量，使得該濾池對氣溫變化的適應(yīng)性也較強(qiáng)。

4.8  構(gòu)筑物模塊化，有利于擴(kuò)建

導(dǎo)流曝氣生物濾池單元為模塊化結(jié)構(gòu)，能較好地適應(yīng)城鎮(zhèn)污水處理廠分期建設(shè)的要求。

4.9  材料設(shè)備國產(chǎn)化

導(dǎo)流曝氣生物濾池所需的主要設(shè)備和材料，國內(nèi)均可配套生產(chǎn)，基本不需進(jìn)口。只有少量自控檢測儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)需進(jìn)口。