曝氣生（shēng）物濾池的研究發展動（dòng）態
簡介： 本文（wén）通（tōng）過對曝氣生物濾池的發展、現在工程中的幾種主流曝氣生（shēng）物濾池工藝的各自特點以及在國內外的應用情況的分析，提出曝氣生物濾池工藝在（zài）中國存（cún）在的問題及應用前景。
關（guān）鍵（jiàn）字：曝氣生物濾池（chí） BiosesTYR Biofor BiosesMEDI _c #P
一、曝氣生物濾池工藝發展（zhǎn）和特點
曝氣生物濾池(biological aerated filter)與普通活性汙（wū）泥（ní）法相比，具有（yǒu）有機負荷高、占地（dì）麵積（jī）小(是普通活性汙泥法的1/3 )、投（tóu）資少(節約30%)、不會產生汙泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水（shuǐ）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、水頭損失都較大。
世界上首座曝氣生物濾池於1981年在法國投產，隨後在歐洲各國得到廣泛應用。美國和加拿大等美洲國家在20世紀80年代末引進此工藝，日本、韓國和中國台灣也先後引進了此項技術。目前（qián）世界上較大的環保公司如法國得利滿（mǎn）公司、德國菲力普穆勒公司、法國VEOLIA公司均把（bǎ）它作為拳頭（tóu）產（chǎn）品在全世界推廣。在中國內地，曝氣生物濾池正（zhèng）處於推（tuī）廣階段。大連市馬欄河汙水處理（lǐ）廠是我國**個采用曝氣生物濾池工藝的城市（shì）汙水處（chù）理廠（chǎng）（由東北市政院設計），廣東新會東郊汙水處理廠采用了水解——曝氣生物（wù）濾池汙水（shuǐ）處理工藝（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（dān）位對曝（pù）氣生物濾池也進行了試驗研究。隨著曝氣生物濾池在世界範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詳（xiáng）細（xì）的研究，取（qǔ）得了很（hěn）多成果。
二、國內外發展情況
1. BiosesTYR®工藝
BiosesTYR®是法國（guó）OTV公司的注冊水處理工藝（yì）技術，由於（yú）采（cǎi）用了新型輕質懸浮填料- BiosesTYRENE(主要成分是聚苯乙烯，且比（bǐ）重小於1g/cm3)而得名（míng）。下麵以去除BOD、SS並具有硝化脫氮功能的反應（yīng）器為（wéi）例說明其工藝（yì）結（jié）構與基本原理。
BiosesTYR®工藝是一種上向流生物濾（lǜ）池，是一種運（yùn）行可靠、自動化程度高、出水水質好、抗衝擊能力強和節約能耗的新一代汙水處理革新工藝。BiosesTYR® 工藝是成熟/高（gāo）效的一種汙（wū）水生物處理（lǐ）工藝，其參與生物處理的生物附著在顆（kē）粒狀濾料上。汙水通過濾料，其中含有的汙染物被濾料表層上的生物膜降（jiàng）解轉化，同時，溶解狀態（tài）的有機物（wù）和（hé）特定物質也被去除，所產生的汙泥保（bǎo）留在過濾層中，而隻讓淨化的水通（tōng）過，這樣可在一個密閉反應器（qì）中達到完全的生物處理而不需在下遊設置二沉池進行固液分離（lí）。
法國威立雅水務係統(前身（shēn）為OTV)在淹沒式生物濾池領域擁（yōng）有十幾年的工程設計（jì）、建設和運行經驗，並且在世界各地建設了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，而目前該工藝已經可以和多（duō）種（zhǒng）預處理（lǐ）工藝配合直接進行生化處理，並且能夠達到很好的排放水質標準。
濾池底部設有進水和排泥管，中上部（bù）是填料層（céng），厚度一般為2.5～3.5m，為防止濾料流失，濾床（chuáng）上（shàng）方設置裝（zhuāng）有濾頭的混凝土擋板，濾頭可從板麵拆下，不用排空濾（lǜ）床（chuáng），方便維修。擋板上部空間用作反衝（chōng）洗水的儲水區（qū），其高度根據反衝洗水頭而定，該區內（nèi）設有回流（liú）泵用以將濾池出水泵至配水廊（láng）道，繼而回流到濾池底部實現（xiàn）反硝化,在不需（xū）要反硝化的工藝（yì）中則沒有該回流係統。填（tián）料層底部（bù）與濾池底部的空（kōng）間留作反（fǎn）衝洗再生時填（tián）料膨脹之用。
濾池供氣係統分兩套管路，置於填料層內的工藝空氣管用於工藝（yì）曝氣，並將填料層分為上下兩個區：上部為好氧（yǎng）區，下部為缺氧區。根據不同的原水（shuǐ）水質、處理目的和要求，填料層（céng）的高度可以（yǐ）變化，好氧區、厭氧（yǎng）區所占比例也可有所不同。濾（lǜ）池（chí）底部的（de）空（kōng）氣管（guǎn）路是反衝洗（xǐ）空氣管（guǎn）。
該工藝具有如下優點：
•上向（xiàng）流濾池（chí），底部渠道進配水，頂部出（chū）水
•濾料比重小（xiǎo）於1
•穿孔管曝氣，節省設（shè）備投資和維護費
•濾頭在濾池的（de）頂部，與處理後水接觸，易於維護
•重力反衝洗，無（wú）須反衝洗水（shuǐ）泵
•工藝空（kōng）氣（qì）和反衝洗用（yòng）氣共用鼓風機
•曝氣管可（kě）布置在濾層中部或底部，在（zài）同一（yī）池中可完成硝化、反硝化（huà）功能
2. Biofor®工藝
Biofor®（生物過濾氧化反應池）是得利滿水務繼（jì）滴濾池、Biodrof®幹式過濾係統之後的專為（wéi）汙（wū）水處理廠設（shè）計的第三代生物膜反（fǎn）應池。
與其它類型的（de）生物過濾工藝相比（bǐ）， Biofor® 主要具有下列特（tè）性：
①向上流生物過濾
待處理的水自（zì）濾池底部流至頂部，這個上流過濾在濾池的整個高度上持續提供正壓條（tiáo）件，與下向流過濾相比，這為（wéi）向上流過濾提供了許多優（yōu）勢。
②使用特製的過濾及生物膜支（zhī）持煤介：Biolite生（shēng）物濾（lǜ）料
生物濾料將孔隙率、密度、硬度和耐磨損度等**的結合，以確保獲得很高的生物膜濃度和較大的截留能力（lì），並加長了運行周期。
③高性能（néng）曝氣
Biofor®采用了特製的曝氣頭：它不僅能高效的供（gòng）氧，而且節約能源（yuán）、使用**、易於操作和維護。
④流體完（wán）全（quán）均勻的分布
空氣和水流為同向流。Biofor®生物濾池的濾板配有特殊的25UB33e濾頭，該濾頭的防阻塞設計通過均勻的配水（shuǐ）使過濾效果更加優化。
⑤有效的衝（chōng）洗
衝洗操作為全（quán）自動、可編程
3．BiosesMEDI工（gōng）藝
上海（hǎi）市政院鄒偉國（guó）等開發了一種名為BiosesMEDI的曝氣生物濾（lǜ）池，它采（cǎi）用了脈衝反衝洗、氣水（shuǐ）同向流的形式，可用於微汙染源水預（yù）處理或汙水深度處理。
BiosesMEDI生（shēng）物濾池是上海市政工程設計研（yán）究（jiū）院針對微汙染原水開發的一種新型（xíng）生物濾池，該濾池（chí）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（lì）徑的大小為（wéi）4～5mm左右，比重及粒徑的大小（xiǎo）可根據實（shí）際需要（yào）選擇確定，這種濾料具有來源廣泛、濾料比（bǐ）表麵積大、表麵適宜（yí）微生物生長、價格便宜（300～500元/米3）、化學穩（wěn）定性好等一係（xì）列優點（diǎn）。
BiosesMEDI生物濾池原理如圖1：
濾池上部采用鋼筋混（hún）凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水（shuǐ））抵製濾料的浮力（lì）及運行的阻力。在濾層下部，用混凝土板或鋼板分隔在濾層下部形成氣囊，在反衝洗時下部形（xíng）成空（kōng）氣室。
原水從進水閥進入氣室，通（tōng）過中空管（guǎn）進入（rù）濾（lǜ）層（céng），在濾料阻力的作用下使濾池進水均勻，空氣布氣（qì）管安裝在（zài）濾層下部，空氣（qì）通（tōng）過穿孔布氣管進行布氣，經過濾層去除水（shuǐ）中的（de）有機物、氨氮後，出水（shuǐ）經倒濾頭進（jìn）入上部清水區域排出。
濾池反衝洗采用脈衝衝洗的方法，首先關閉進水閥及曝氣管，打開濾池（chí）下部的反衝（chōng）洗（xǐ）氣管，在濾層下部形（xíng）成一段（duàn）氣墊層，當（dāng）氣墊層（céng）達到一定高度後，此時瞬時把氣墊層中的空氣通過閥門或虹吸的方法（fǎ）迅速排空，此（cǐ）時濾層中從上到下衝洗的水（shuǐ）流量（liàng）瞬時突然加大，導致濾料層突然向下膨脹，脈衝幾次後，可以把附著在濾料上的懸浮物質脫（tuō）落，再打開排泥閥，利用生物濾池的出（chū）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、 較小的濾層阻力；采用氣水同向流，避免了氣（qì）水逆（nì）向流時（shí）水（shuǐ）流速度和氣流速度的相對抵消而造成能量的浪費，另外，濾料粒徑較均勻，大大增加濾層的孔隙率，減少濾池運行時（shí）的水頭損失。
②、 價格低、性能優的濾料；濾（lǜ）料具有來源廣（guǎng）泛、濾（lǜ）料（liào）比表麵積大、表麵適宜微生物生（shēng）長、價格便宜（一般價格低於500元/m3）、化學穩定性（xìng）好；濾料比表麵積大，有利（lì）於（yú）氧氣的（de）傳質，大大提高了（le）充氧效率，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（chōng）洗形式；傳統的水反衝、氣水反衝均難以奏效，該濾池（chí）采用獨（dú）特的脈衝反衝洗方式，不需要專（zhuān）門的反衝洗水泵及（jí）鼓風機，是一種高效、低能耗的反衝洗形式。
三、應用範圍
曝氣生物濾池（chí）的應用範（fàn）圍較為廣泛，其在水深（shēn）度處理、微汙染源水處理（lǐ）、難降解有機物處理、低溫汙水的硝（xiāo）化、低（dī）溫（wēn）微汙染水處理（lǐ）中都有很（hěn）好的、甚至（zhì）不可替代的（de）功能。
在低溫汙水中，西寧**汙水處（chù）理廠由於冬季*低水（shuǐ）溫約6℃，為（wéi）了解決硝化問題，在可行性研究報告報（bào）告（gào）中就推薦了曝（pù）氣生物濾池（chí）+A2/O處理工藝。
在廣（guǎng）東新會4萬立方米/噸汙（wū）水處理廠（BOT特許權項目）項目中（zhōng），**應用於國內（nèi）生活汙水處理工程中並獲得成功，其工藝為水（shuǐ）解+二級曝氣生物濾池（設CN池與N池（chí）二級（jí）），該項目已經投產運行。
在難降（jiàng）解有機物處理中，青島（dǎo）啤酒（徐州金波）有限公（gōng）司廢水（shuǐ）處理工程中，再用了水解酸化+曝氣（qì）生物濾池處理工藝，從運行上看，選用的工藝是滿足要求的（de）。
在中水回用中，大連馬欄河汙（wū）水處理廠工程（chéng），采用的是法國得利滿A3D+BIOFOR工藝技術, 出水水質達到三級標準，日處理汙水12萬噸，其中4萬噸出水可回用（yòng）於城市綠（lǜ）化，建築施工，工業等。
山西臨汾中水（shuǐ）回用工程中，二級處（chù）理的出水作為水源，為了解決其氨氮這一指標，該（gāi）工程采用曝（pù）氣生（shēng）物（wù）濾（lǜ）池作為（wéi）預處理單元。
在國內，豬場糞便汙水處理工程，印染廢水處理（lǐ）工程（chéng），腸衣（yī）加（jiā）工廢水處理工程，澱粉廢水處理工程等中都有應用。
四、問題與前景
作為一（yī）種嶄新的水處（chù）理工藝——曝氣生物濾池正處在推廣之中（zhōng）。根據目前（qián）的研究和應用情況，今後仍有（yǒu）好多問題有（yǒu）待研究：生物膜的特點及（jí）其快（kuài）速啟動的方式；生物氧化功能和過（guò）濾功能之間的相（xiàng）互關係；反衝（chōng）洗過（guò）程中生物膜的脫落規（guī）律；進一步（bù）拓寬曝氣（qì）生物濾池（chí）的應用範圍，研究其在水（shuǐ）深度處理、微汙染源水處理（lǐ）、難降解有機物（wù）處理、低溫汙水的硝化、低溫（wēn）微汙染水處理問題中如何與其（qí）他工藝相結合。
曝氣生物濾池中核心介質――濾料的研究也（yě）會促進該工藝在中國的應用的範圍，BiosesTYR®、Biofor®兩種工藝功能比較強大，但在中國（guó）大範圍的應用仍存在問題，如**問題，再有（yǒu）它們從投資上都比較大，這也阻礙了（le）這兩種工藝在中（zhōng）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將是（shì）曝氣生（shēng）物濾池在國（guó）內大範圍的應（yīng）用的關鍵。
參考文（wén）獻：
[1] 鄒偉國,孫群,王國華（huá），等.新型BiosesMEDI濾池的開發研究中國（guó）給水排水，2001,17(1): 1-4.?
[2]鄭俊，吳浩汀，程寒飛編著《曝氣生（shēng）物濾池汙水處理新技（jì）術及工程實例》化學工業出版社（shè）。
[3]張忠波，陳呂軍，胡紀萃，新（xīn）型曝氣生（shēng）物濾（lǜ）池--Biosestyr 中國給水排水，2000年第6期。
[4] 張傑，曹相生，孟雪征（zhēng），曝氣生物（wù）濾池的研究進（jìn）展，中國給（gěi）水排水
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