导流曝气生物滤池具有的主要创新点？
【解答】（1）、设备技术结构独特，U型池为国内污水治理技术首创；
（2）、污水在同一个处理单元内，实现三区、三级、三相导流、沉降分离、无泵污泥回流处理全过程，是一种典型的内循环、复合型、污水处理脱氮除磷反应器。
（3）、滤池中滤料的比表面积之和比BAF等生物滤池大大提高。
（4）、氧利用率比BAF曝气生物滤池提高1.5倍左右。
（5）、具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、无泵污泥回流法的特点。
（6）、在连续运行条件下实现间歇曝气，比SBR间歇曝气运行方式更节约占地投资。
导流曝气生物滤池（CCB）在同一个污水处理单元体内实现两沉两曝，比AB法、A20法、接触氧化法等污水处理工艺结构更显科学合理。
（7）、导流曝气生物滤池（CCB）具备实现无泵污泥外排及回流、节约能源。
脱氮除磷效果较A20法好。
（8）、运用集成创新，提高设备自动化程度，运行管理简单；
革新工艺，简化处理流程，工程投资经济性；
（9）、紧凑型设计，池容积和占地面积较小，场地适应性强；
（10）、构筑物模块化设计，有利于扩建；
（11）、对气温及运行方式的适应性强。
（12）、抗冲击负荷能力强，处理效率稳定；
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
导流曝气生物滤池技术的脱氮除磷原理？
【解答】①、脱氮原理导流曝气生物滤池（CCB）的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上。
②、除磷原理导流曝气生物滤池（CCB）除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。
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导流曝气生物滤池技术的应用创新？
【解答】（1）抗冲击负荷能力强，处理效率稳定
（2）污水处理效果好
（3）通过反冲再生、实现同期运行
（4）定比定量消毒、保证消毒效果
消毒区可采用紫外线消毒。还可采用二氧化氯、次氯酸钠、次氯酸钙、液氯等多种化学药剂消毒，当采用化学药剂消毒时，无动力污水消毒装置是最理想的消毒设备。
（5）对气温及运行方式的适应性强
（6）革新工艺，简化处理流程
由于经导流曝气生物滤池（CCB）的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，使处理流程得以简化。
（7）紧凑型设计，池容和占地面积较小，场地适应性强
经导流曝气生物滤池（CCB）的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多，同时，由于滤池后不设二次沉淀池，大大节省了占面积和土建费用。城市污水处理厂采用经导流曝气生物滤池（CCB）工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3.
滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g/L微生物量，高浓度的微生物量将使得经导流曝气生物滤池（CCB）的容积负荷大为提高，减少池容及占地面积，此对拟建的城市污水处理设施具有重要意义。
由于经导流曝气生物滤池（CCB）对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准。
（8）构筑物模块化设计，有利于扩建
经导流曝气生物滤池（CCB）单元为模块化结构，能较好地适应城镇污水处理厂分期建设。
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导流曝气生物滤池技术介绍？
【解答】导流曝气生物滤池ConductionCurrentBiofilter（以下简称CCB法）是在传统曝气生物滤池的基础上，充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等八者的设计手法以及二级和三级污水处理工艺的功能而开发研制出来的污水处理新工艺、新技术。
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导流曝气生物滤池技术的工艺创新？
【解答】（1）工艺集约化创新性导流曝气生物滤池装置充分借鉴了向下流曝气生物滤池法、向上流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、给水快滤法、沉降分离法和无泵污泥回流法八者的设计手法和二级或三级污水处理工艺的优点。使污水在U型双锥这一个系统内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流的全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，具有脱氮除磷功能的综合反应净化器。因此工艺上创新性；
（2）连续进水条件下实现间歇曝气污水连续进入内锥即下向流对流接触氧化后，自上而下通过滤料空隙间曲折下降，空气自下而上通过滤料空隙间曲折上升，在对流接触中，与污水及滤料失去的生物膜进行充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应，进而完成曝气过程。曝气后的水进入导流沉降无泵污泥回流后，在导流板的作用下与不曝气即相对静态的条件下空隙间完成沉降分离，无泵污泥回流过程，实现空隙间不曝气，沉降分离的水在导流板作用下进入外锥与生物填料过滤后，水和气以向上流的方式通过滤料空隙间曲折上升，穿过滤层进而实行曝气过程。因此，导流曝气生物滤池（CCB）是在连续进水的条件下实现曝气、不曝气、曝气的间歇曝气过程，达到了两个曝气区共用一个沉淀区的双重目的，装置没有闲置，节约占地和投资费用。
（3）借助动力实现泥水分离和无泵污泥外排及回流污水通过内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区处理后水，在重力作用下继续下行，进入导流沉降无泵污泥回流区内，又在导流板的作用，并借助于流体下行的重力，使重于水的污泥顺势下沉于锥底，同时在上部的水压作用下，压入锥底排泥管，排入污泥槽，流至污泥干化池。上清液和污泥在干化过程中外排的废液都通过回流槽回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行反硝化处理，干化污泥外运处理。污水在导流沉降无泵污泥回流区沉降排泥后分离出来的水，在导流板的作用下进入外锥即上向流曝气生物过滤区的处理过程中也要产生一定的污泥，产生的污泥同样借助于重力作用，使重于水的污泥通过导流板间隙，也同样下沉于底部的导流沉降无泵污泥回流区，还同样通过上部水的压力，将污泥压入锥底的排泥管，排入污泥槽，流至干化池。上清液和污泥干化过程中外排的废液通过回流槽，回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。污泥消毒干化后外运处理。
（4）在U型双锥的同一单元体内，实现两曝两沉污水在内锥即下向流对流接触氧化区内进行处理，曝气后的污水进入导流沉降分离无泵污泥回流区内处于相对静止的沉淀状态。沉淀后的水在导流板作用下导入外锥即上向流曝气生物过滤后，污水在上向流生物过滤区处理过程中产生的污泥同样在重力作用下，下沉于导流沉降无泵污泥回流区，沉淀污泥通过上部水压进入排泥管流入污泥槽，通过污泥干化池，上清液和污泥干化过程中产生的废液回流到污水池前，进入水解酸化或厌氧池反硝化，干化污泥外运处理，因此，导流曝气生物滤池（CCB）综合实现两个曝气区共用一个沉淀区的功能，并且在同一个处理单内实现两曝两沉。
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导流曝气生物滤池技术的技术性能？
【解答】（1）技术前瞻性（2）工艺创新性导流曝气生物滤池（CCB）采用U型双锥结构，巧妙地将污水处理分为下向流对流接触氧化区、导流沉降无泵污泥回流区、上向流曝气生物过滤区三个污水处理区域，实现了两曝两沉和无泵污泥外排的工艺结构，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池接触法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分流法、给水快滤法、聚磷排泥法的处理工艺技术特征，在导流曝气生物滤池（CCB）内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流的全过程，是典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流、脱氮除磷反应器，因此工艺创新性。
（3）工程投资经济性导流曝气生物滤池（CCB）的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，在导流曝气生物滤池（CCB）中，具有上下结构的沉降无泵污泥外排回流区，因此无需二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物滤池（CCB）工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3.装置内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g/L的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物滤池（CCB）的容积负荷大为提高，减少池容积及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物滤池（CCB）对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池，因此工程投资经济性。
（4）处理效果稳定性处理系统的出水水质好，是由于整个系统中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使装置中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物滤池（CCB）对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。即使污水是减少一半以下或停水后再启用，只需很短的时间内就能正常运行，因此处理效果稳定性。
（5）处理流程简化性由于导流曝气生物滤池（CCB）的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池，加上系统中具有沉降污泥无泵回流系统，因此无需污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积，因此处理流程简化性。
（6）投资和运转费用经济性由于导流曝气生物滤池（CCB）流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用装置专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30%以上，从而节省能耗，因此投资和运转费用经济性。
（7）操作管理简单性由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得导流曝气生物滤池（CCB）运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物滤池（CCB）可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对各大、中、小污水处理厂更显突出，因此操作管理简单性。
（8）脱氮除磷典型性导流曝气生物滤池（CCB）的除磷基于导流曝气生物滤池（CCB）的上述原理，结合导流曝气生物滤池（CCB）工艺，在导流曝气生物滤池（CCB）水处理单元的前面设厌氧池或水解酸化池﹑加上导流曝气生物滤池（CCB）的内锥，即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区以及导流沉降无泵污泥回流区，这两个曝气和不曝气段，形成了较为完整的硝化﹑反硝化脱氮除磷工艺。与此同时，在导流曝气生物滤池（CCB）的内锥及下向流接触氧化生物过滤区中有硝化和反硝化作用（见原理图），因此较其它通用污水处理技术更有除磷的技术优势。特别是污水在内锥和外锥的曝气条件下，聚磷后和污泥一道下沉于无泵污泥回流区底部，并在上部水压作用下，含有80-90%高浓度含磷污泥通过无泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，从而磷随干化污泥外运而被去除，未去除的其它磷随干化池中的上清液和污泥干化过程中的废液回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行释放，达到反硝化。
导流曝气生物滤池（CCB）基本结构：导流曝气生物滤池（CCB）底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5～3m，填料顶部装有挡板，防止悬浮填料的流失。挡板上均匀安装有出水滤头。挡板上部空间作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定，在导流曝气生物滤池（CCB）的下部设有沉降分离无泵污泥回流区，将内锥即下向流对流接触氧化区曝气后的水在重力和导流板的作用下沉于底部，并通过排泥管外排，有较好的排泥作用，加上导曝前有预处理的厌氧段和好氧段，能较好的释放磷，因此导流曝气生物滤池（CCB）整个处理工艺比A2/O有较好的处理效果。
（9）气温及运行方式适应性由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物滤池（CCB）所特有的高微生物量，使得该装置对气温变化的适应性也较强，因此气温及运行方式适应性。
（10）检修换件方便性导流曝气生物滤池（CCB）所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。
（11）工程建设灵活性导流曝气生物滤池（CCB）单元为模块化结构，可集中设计，也可分开设计，还有利于扩建，能较好地适应各个地区地貌。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
几十年来，在污水处理领域，活性污泥法无疑是一种被广泛使用并有良好效果的污水生物处理技术。但是随着社会的不断进步，城市规模扩大以及人类对居住环境的日益重视，活性污泥法的不足越来越突出地显现在人们的眼前。
占地巨大人口的不断膨胀使城市变得拥挤，许多城市土地稀缺，而采用活性污泥法的污水处理厂动辄几公顷，甚至几十公顷的占地无疑成为一种制约。
环境恶劣巨大的污水处理构筑物大面积暴露在大气之中，极易产生臭气污染，周围居民无法忍受。因此，越来越多的居民拒绝与污水处理厂为邻。
性能不稳定由于是一种悬浮状态的微生物胶团，活性污泥的浓度通常在6000毫克/升以下，外界环境（温度，污染物浓度等）极易对处理效果产生影响，甚至造成污泥膨胀，使处理水质恶化。
上世纪八十年代，一种针对以上问题研发出来的新的污水处理技术首先在法国得以运用，这就是“淹没式固定生物膜曝气滤池”。法国OTV公司在淹没式固定生物膜曝气滤池领域拥有近20年的工程设计、建设和运行经验，并且在世界各地建设了100多座类似工艺的污水处理厂，其中一种工艺便是BIOSTYR(r)生物滤池。
BIOSTYR(r)则是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理，也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理，并且能够达到很高的排放水质标准。
基本结构
BIOSTYR(r)工艺是一种淹没式上向流生物滤池，其滤料为比重小1的球形颗粒并漂浮在水中，我们称之为BIOSTYRENETM。
每个生物滤池单元包括：
*进水管和位于滤池底部的配水渠(同时可用于反冲洗水的排除)；
*两条空气第(管孔管)，一条用于工艺曝气，一条用于气反冲洗；在硝化/反硝化反应时用两条管道，在单一硝化反应时曝气和反冲洗为同一条管道；
*3～3.5米的滤料层，滤料表面附着大量的微生物；
*滤池顶部有混凝土滤板，防止滤料的流失；
*滤板上安装有滤头，用于滤池出水。
工艺原理
根据曝气管道位置的不同设置可以控制硝化反应和反硝化反应的程度，也可以单独进行硝化反应或反硝化反应。
具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池，其曝气管位于滤床中的经过计算的位置，将滤床分隔为下部厌氧区和上部好氧区，它可以去除所有可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，悬浮物(SS)，氨氮和硝酸盐(即总氮)，反冲洗气管位于滤池底部。
对于通常的仅需要进行硝化反应(对氨氮有要求)，在曝气和气反冲洗时共用一根位于滤池底部的穿孔管，从而使整个滤床处于好氧状态，它可以去除大部分可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，悬浮物(SS)和氨氮。
污水处理技术曝气生物滤池BIOSTYR(r)
常治辉 原创
炼油厂加氢裂化、加氢精制和铂重整等装置所排废水排放量约70t／h，酚类污染物在100～160mg／L，这股高酚废水未作任何处理直接排至污水处理场，本实验采用上向流曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF)对含酚废水的处理进行了研究。
1 实验部分
1.1 含酚废水水质分析
课题组对含酚废水水质进行了分析，监测方法[1]：，及测试结果的统计见表1。
由表1可见，该废水的COD，BODs，硫化物，石油类和氨氮等污染物均处于常见水平，而酚污染则处于较高状态，是这股废水的主要污染物；由于酚类物质易为微生物降解[1]，因此废水的可生化性较好，结果也表明m(BOD5)／m(COD)值较高，平均为0.56。
1.2 实验装置及工艺参数
本实验采用上向流曝气生物滤池(BAF)对含酚废水进行处理，BAF是一种新型高负荷淹没式三相反应器，它将生化反应与吸附过滤两种处理过程合并在同一构筑物中完成。本实验设计的曝气生物滤池结构见图1，主要是由生物反应过滤区、曝气装置、反冲洗装置等三部分组成，生物反应过滤区由生物滤料层和碎石垫层组成，滤料层采用粒径4-6mm的轻质生物陶粒，高度2.0m，垫层采用10-20mm的碎石，厚度0.2m，滤池有效容积75L；曝气生物滤池所需空气通过布置碎石垫层内的穿孔曝气管直接进入生物滤料层；反冲洗装置采用配水和配气联合系统，实验中把配气管与曝气管合并，把配水管与进水管合并。
本实验设计的工艺参数及操作条件见表2。
1.3 降酚菌培养
为了培养出高效的降酚菌类，课题组分别采用炼油废水生化污泥和生活污泥进行微生物培养，培养时控制的参数见表3。
采用炼油废水生化污泥经过近1个月的培养，发现载体上生长了大量的微生物(以浅色疏松的丝状菌为主)，废水中COD有一定的降解(降解量为40—80mg/L)，但是，废水中的酚基本上没有得到降解(降解量仅为2—8mg／L)。这说明，在高浓度酚的存在下，生化污泥中的细菌受到了抑制，缺乏耐酚型微生物。
改用生活污泥进行微生物培养，结果发现，生活污泥中的微生物种类较多，大量的不同类型的微生物为降酚菌的培养提供了菌源；培养效果可从图2反应出来。
结果显示，在3-4d的时间，由生活污泥培养出的生物膜即可达到很强的降酚能力，酚去除率已接近90％；同时镜检发现：生物膜中的菌胶团结构良好，其中含大量的球菌、双球菌、链球菌。
2 结果与问题讨论
2.1 主要污染物的降解
根据酚的可生化性能及进水有机负荷，对含酚废水的处理进行了三种水力停留时间(HRT)的实验，分别为2.5h，2.0h和1.5h主要污染物的平均进、出水变化见表4。
从表4数据发现，因为实验采用的是好氧生化，酚、S2-及BOD5这些易于氧化的物质或指标去除效果最好，NH3-N则没有得到降解，其它如COD和油也有不同程度的降解。
2.2 水力停留时间与去除效果的关系
图3描述了停留时间对COD和酚降解的影响情况，可知，在一定范围内，停留时间对COD和酚的去除率影响不大，均有较好的出水水质和较高的去除率；进一步发现，当停留时间从2.5h减小到2.0h后，COD的平均去除率虽由76.0％降到73.6％，但它的去除负荷却由3.22kg／(m.d) 升高到4.49kg／(m·d)；酚的平均去除率虽由95.5％降到93.8％，但它的去除负荷却由1.08 kg／(m3.d) 升高到1.39kg／(m3·d)；但是，如果停留时间再进一步减小到1.5h，则降解效果明显下降。本实验的目的在于寻求一种高效的含酚废水的处理方式及较适宜的水力停留时间，使大部分的COD尤其酚得到降解，防止这些污染物在后续的综合生化处理中产生冲击，显然，当水力停留时间为2.0h时，就已经达到了目的：出水中酚的平均质量浓度为8.5 mg／L，平均去降率达到93％，而且此时COD和酚的去除负荷相对也大。
2.3 影响因素
影响BAF对酚降解的因素主要有温度、pH值、水中溶解氧和曝气量。
①温度
微生物降解有机物是随着温度升高而速度加快的，温度低于25℃，菌的活性明显下降，而高于45℃时，菌的活性也受到抑制，处理效果明显降低。试验得出耐酚噬酚菌的适宜温度是25-40℃。
②原水pH值
进水pH值在7.0～8.0范围内较为适宜。由于汽提废水中含有S2-，其氧化后生成酸，若进水pH值偏低时，会造成出水pH值过低，抑制生物膜的活性。
③曝气量和水中DO
试验中发现生物床的微生物容量很大，水力负荷及有机去除负荷都相当高，所需的曝气量相应较大，一般气水体积比为5～8；另外，从BAF不同位置采样分析，发现DO的质量浓度池顶较池底低0.5～1.0mg／L，充分表明耐酚噬酚菌是一种好氧微生物，出水的DO的质量浓度不宜低于2.5～3.0mg／L，若过低，则影响降酚菌的繁殖和活性。
2.4 BAF的反冲洗
随着运行时间的延长，生物陶粒中截留的SS的增多和生物膜的增厚及脱落会造成水头的增加，且会引起陶粒中水和气的分布不均，这时必须对BAF进行反冲洗。反冲周期的长短主要与水力负荷、进水有机负荷有关，也受反冲强度和时间的影响；水力、有机负荷大，滤池中产生的污泥量就多，反冲的周期就短；从装置上安装的压差计显示，反冲洗时装置的水头损失约35～45cm，冲洗周期为2～3 d。实验中对BAF采用气—水联合反冲，反冲洗的气、水强度较小，气强度为8.5～12.5 1／(m·s)，水强度为4.0～8.5 1／(m2·s)，冲洗时间20-30min。
3 结论
①选用生物陶粒作为曝气生物滤池的滤料，利用生活污泥可快速培养出高效的降酚菌种。
②曝气生物滤池作为含酚废水的处理装置，具有设计简单、处理时间短、去除率和去除负荷高的特点。
③含酚废水在进水酚的质量浓度不大于160mg／L，COD的质量浓度不大于800mg／L的条件下，水力停留时间仅需2.0h，经过曝气生物滤池的处理，出水中酚和COD的平均质量浓度分别不大于8.5mg／L和140mg／L，酚的平均去除率达到93％，COD的平均去除率达到73％。
④某炼油厂含酚废水量约70t／h，设计的曝气生物滤池有效容积仅140m，可设计为直径8.45m、有效高度2.5m的圆柱形的曝气生物滤池。
印染行业是“能耗水耗大户”，全国印染废水排放量约占整个工业废水排放量的35％，且具有排水量大、污染物成分复杂、水质水量变化快、可生化性差等特点lll。印染行业用水量大、回用率低、水资源浪费严重，因此将印染废水深度处理并回用，不仅节约了大量的新鲜水用量，而且直接减少了废水污染物的排放量，对促进印染行业可持续发展具有重要意义，也是全社会节约用水、实现节能减排的迫切要求。
曝气生物滤池(BAF)是在生物滤池和普通快滤池的基础上而发展起来的新型水处理技术，于1981年由法国首先投入工业应用『2]。与普通活性污泥法相比，BAF用于处理低浓度、难降解有机废水，具有占地面积小、抗负荷冲击强、氧传输效率高、避免污泥膨胀、出水水质稳定等优点l3l。本试验是在原有印染废水A／O生化处理的基础上，再S~DilBAF深度处理工艺，试验除了验证工艺的可行性外，更重要的是探讨各主要处单元的设计参数和运行控制参数，为实际工程化应用提供理论依据。
1材料与方法
1．1废水水质及回用要求
杭州某纺织有限公司主要从事氨纶经编弹性织物的织造、染色加工及销售，废水排放量约为l200m3,d～，现有一套兼氧一好氧生化处理工艺，为了贯彻落实节能减排精神，企业提出生产废水回用的思路，考虑到目前我国尚未制定印染废水的回用标准，根据企业建议并参考印染行业水质标准[4]，提出了本试验的再生回用水水质。试验以企业现有污水处理设施的排放口出水为原水，试验进水和出水水质情况如表1所示。
试验装置的主体是透明有机玻璃圆柱体，直径为300mm，总高度2000mm，从下至上依次为布水区、曝气区、填料层和清水区。其中填料层滤料分上下两层，下层为不规则细碎陶粒，陶粒滤料的粒径为3～10mm，具有颗粒小、表面积大、费用低廉等优点，适合微生物的接种、驯化、繁殖生长_51；上层为球状颗粒陶粒，球状陶粒滤料的粒径为l0～15InlTl，具有颗粒均匀、比重大、质地坚硬、不易破碎、过滤效果好等特点，并且耐冲洗、不堵塞，水力特性良好。
1．3分析方法
试验分析项目主要有COD、SS、pH、BOD、色度等，按照《水和废水监测分析方法》(第4版)[6]进行分析。
2调试及运行
2．1曝气生物滤池的启动
BAF接种污泥和试验进水分别为原有污水处理系统中的活性污泥和排放口出水。污泥接种后连续闷曝2d，然后开始小流量进水(进水水量5～10L·h‘1，气水体积比2：1～4：1)，使填料表面逐渐附着生物膜，待出水变清澈后，逐渐增加水力负荷，挂膜终止时水力负荷为0．1m3．m-2oh～。挂膜期间，BAF进水COD为150~250mg·L，BOD为30~50mg·L～，出水COD去除率呈上升趋势。调试3周后，COD去除率稳定在50％以上，出水比较清澈，表明BAF挂膜基本完成。
对该工程中生物膜进行镜检，发现在运行正常的滤池中存在丝状菌、线虫和轮虫，有时还可以看到红斑颗体虫，在出水清澈透明的情况下，甚至出现肉眼可见的小红虫。具
2．2水力负荷条件对BAF出水水质的影响
进水COD为150~250mg·L。时，COD去除效果与水力负荷的关系见图2。水力负荷对COD去除率的影响是一个先上升后下降的过程。在低水力负荷条件下，水力负荷的增加使F／M比提高，微生物的活性增强，有利于改善出水水质，而当水力负荷进一步增加时，去除率有下降趋势。因水力负荷和水力停留时问(HRT)成反比，水力负荷的增加导致HRT缩短，减少了生物膜和污水的接触时间，导致生化处理效率下降SS去除率下降。另外，由于水力负荷增加.
随着当今石油工业生产的迅速发展，原油加工能力的提高，大量的水资源被耗用，使得原有的供水设施远不能满足要求。炼油行业面临日益严重的水资源短缺危机，节水和成为企业可持续发展的必由之路。污水深度处理就是以二级处理后的污水为源水，再经深度处理后回用。污水深度处理工艺很多，对应不同的污水性质，可以采用不同的工艺方法。以某石化污水处理场曝气生物滤池工艺为研究对象，对该工艺的运行特点进行分析，共同探讨曝气生物滤池在炼油污水深度处理中的应用。
1 污水深度处理工艺流程
某石化污水处理场二级处理出水先经过后气浮进一步去除石油类和COD，经过调节池提升至曝气生物滤池(简称BAF) 去除部分氨氮和COD，再通过活性碳塔过滤，进入流砂过滤装置去除悬浮物，从而完成污水深度处理流程。工艺流程图如下:
图1 污水深度处理工艺流程
2 曝气生物滤池设计
2. 1 设计参数
设计处理水量200 m3 /h，设计进出水水质见表1，曝气生物滤池设计参数见表2。
表1 曝气生物滤池进出水水质mg /L
表2 曝气生物滤池主要设计参数
2. 2 BAF 装置的构成
BAF 由生物滤池、曝气供风系统、反冲洗供风系统、反冲洗系统、反冲洗废水池(泥水分离池) 、反冲洗清水池、自控系统组成。
(1) 曝气生物滤池
某石化污水深度处理曝气生物滤池工艺采用的是内循环式固定生物氧化床工艺(简称IRBAF工艺) 。即在曝气区充氧的同时，将污水沿曝气器管道提升，再经过反应器生物床，在填料区形成循环水流，从而达到去除污染物的目的。
BAF 反应池共设置5 间，单间池体规格:8 000 mm × 5 000 mm × 5 000 mm，每间处理水量为40 m3 /h。滤池自上而下依次分为生物滤料、承托层填料、曝气提升回流器、主曝气系统(含曝气头) 、进水布水器、反冲洗布水系统、反冲洗布气系统、配水器。
承托层采用的是瓷球，粒径40 ～ 55mm。
滤料采用沸石填料，比表面积5. 5 ～ 7. 8 ×104 cm2 /g，填装高度2. 5 m。
(2) 曝气供风系统
污水处理场生化系统由2 台离心鼓风机统一供风。
(3) 反冲洗供风系统
反冲洗供风系统主要采用非净化风系统，要求风压不低于0. 45 MPa。由于非净化风系统波动较大，而且考虑到BAF 反冲洗的强度和用风量，在BAF 系统前设置非净化风缓冲罐，满足单池反洗的风量。
(4) 反冲洗系统
某石化污水深度处理BAF 工艺反冲洗系统由调节池、反洗水泵以及和BAF 池连接的管道、阀门和自动控制系统组成。采用气-水联合反冲洗技术，即采用较大强度的反冲气流冲击生物滤床，使池内水体以较大的速度向上膨胀，从而提高滤料层扰动强度和系统应力中的附加切应力。生物膜及杂质在强烈的剪切、碰撞作用下快速脱落，从而提高系统的反冲洗效果，避免滤料的粘结堵塞，保持反应器的活性，达到稳定处理的目的。
整个反冲洗系统采用PLC 控制。反应池共5间，每间池安装气动阀3 台，电磁阀1 台，依次为出水气动阀、反冲洗进水气动阀、反冲洗出水气动阀、反冲洗风电磁阀。分别控制出水、反冲洗进水、反冲洗进风的打开与关闭，从而进行BAF 池反冲洗的自动控制。
(5) 反冲洗废水池
主要用来存储BAF 反冲洗时产生的废水。
3 运行调试
由于在运输和投加的过程中，造成滤池内比较脏，所以在调试前，先要利用气冲和水洗将陶粒中的脏东西淘洗干净，然后再进入正式挂膜阶段。
3. 1 启动挂膜
合适的启动方式对BAF 装置效能发挥作用明显，也是保证BAF 装置快速启动的决定性因素。某石化BAF 装置启动采用的是接种挂膜法。即通过提升泵将生化系统活性污泥投加到滤池中作为种泥，然后以小流量进水，通气闷曝，使微生物逐渐接种在滤料上，附着生长，控制污水中溶解氧浓度大于或等于2 mg /L。停留时间达到8 h，排出上清液，增大进水流量(即增加水力负荷) ，逐渐减少停留时间，继续闷曝一段时间。每次增加的负荷量约为30% 左右，直至达到处理能力。在挂膜期间，每天对进出水的COD 和氨氮进行监测，当出水的COD≤60 mg /L 和出水氨氮≤5 mg /L 时，即可认为挂膜完成，此时生物相对比较稳定。挂膜时间需要20 ～ 30 d 左右。这种挂膜的方法能够迅速启动BAF 装置，完成挂膜。
3. 2 生物相分析
曝气生物滤池的生物膜是由滤料表面和滤料空隙之间截留的悬浮物、吸附胶体和繁殖的微生物组成。生物膜的微型动物大部分是单细胞的原生动物，如肉足虫、鞍毛虫、纤毛虫和吸管虫，也有比较复杂的后生动物，如轮虫等。
通过对曝气生物滤池从运行初期到运行一段时间后的观察，生物膜上的生物均是由低等向高等演变。在曝气生物滤池的挂膜过程中，先出现菌胶团和丝状菌，出水外观浑浊。系统刚刚运行时，只见到大量的细菌，其它微生物很少或不出现。系统正常运行和生物膜降解良好时，相应地出现许多较高等的微生物，出水外观清澈，镜检可以观察到生物膜，还有浅色菌胶团、丝状菌和固着型纤毛虫。生物相中占优势的原生动物以固着型的纤毛虫为主，如钟虫、等枝虫等。系统运行稳定后，生物膜上的生物相也相对稳定。如果进水的营养状况有较大的改变，即系统非正常运行时，则原生动物中的游动型纤毛虫突然增加，固着型纤毛虫减少，伴随着丝状菌稀少和菌胶团松散，此时出水水质变差[1]。
3. 3 调试
在调试期间，应尽可能保证进水水质和水量的稳定。水质严重恶化时，应降低滤速，以保证污染物负荷的稳定。要达到稳定的去除效果，调试和运行时，为确保滤池中的生物膜，防止污泥堵塞滤料，应调节各池布气量，保持曝气强度的稳定和曝气时间的连续[2]。
BAF 运行一段时间后，生物膜渐渐增厚，生长过量的微生物也聚集在滤池表面和滤料空隙中，滤料间截留大量悬浮物，造成填料的空隙度减小，水头损失增大。总的水头损失可能达到或者接近设计流量通过BAF 装置所必需的水头损失，或者是出现滤料颗粒穿透，在任一情况出现之前，BAF 装置应停止运行进行反冲洗。某石化BAF 装置采用自动气-水联合反冲洗，反洗采用脉冲反洗技术，即在气水联洗阶段，利用反洗进风阀的瞬间开启和闭合进行反洗。
反冲洗周期视进水COD 负荷和悬浮物浓度确定，进水COD 越低、悬浮物越低，则反冲洗周期越长，反之越短。由于炼油污水处理的特点，进水的水质水量波动比较大，工业运行中BAF 池的容污周期不同，反冲洗周期也不同，故组态时只考虑了对反冲洗动作和时间的控制，没有对反洗周期控制。反冲洗周期可以根据运行情况定期调整设定。BAF 池采用单池依此反冲洗的方式，而现场采用的非净化风罐容量较小，一次实际只能满足单池反洗，反洗完后风罐要一定时间恢复反洗所需压力(0. 45 MPa) ，因此反洗程序实际只考虑为单池各阀门和反洗泵的开关控制，动作持续时间和各阀泵联锁时间。调试期间进出水COD 及处理效果变化情况见图3。
4 BAF 的反冲洗
BAF 滤池反冲洗是保证滤池效能的关键步骤。反冲洗的目的是在较短的时间内，使滤料得到清洗，恢复其除污能力，即清除滤料颗粒间所截留的悬浮物及滤料表面脱离的老化生物膜，但必须保留适量的生物膜，这对于曝气生物滤池反应器是至关重要的。曝气生物滤池反冲洗效果对出水水质、运行周期的影响很大。反冲洗不充分，滤池运行周期将会大大缩短; 若反冲洗过量，微生物数量不足，生化处理效能下降，出水水质变差，尽管滤料的固体容量得以提高，但出水仍达不到要求[3]。
BAF 反冲洗的过程可分为三个阶段: 反冲开始滤层膨胀阶段、滤层悬浮平衡阶段和后期的悬浮滤层沉降阶段。由于第一阶段的特征是滤层变速膨胀，颗粒拥挤上升，碰撞摩擦剧烈，再加上反冲气/水的剪切、摩擦作用使滤料净化效率最高; 而第二和第三阶段颗粒碰撞摩擦的机会极少使碰撞摩擦作用减弱，而且反冲气/水对滤料的剪切和摩擦强度也会由于滤层处于平衡状态而有所降低，因此冲洗效果主要取决于第一阶段[4]。
4. 1 反冲洗气强度的确定
根据有关资料，气反冲效率的影响明显大于水冲强度变化的影响。因此，这里只考查了气冲强度变化对反冲洗的影响。首先固定水冲强度，对比反冲洗气强度在20 ～ 40 m3 /min 的气冲效率，通过分析反冲洗液中的总固体含量来选择控制范围。
当气冲强度小于20 m3 /min 时，滤床无搅动、膨胀现象，只是滤层中下段发生蠕动，生物膜及杂质的剥落仅通过水流的剪力和分散气泡引起的小范围滤料的碰撞摩擦作用，由水流的漂洗脱离滤床，因而老的生物膜未完全脱落，反冲洗液中的固体含量不高; 当气冲强度增加到20 ～ 30Nm3 /min 时，在滤层底部即可形成大气泡，并以不连续的方式跳跃上升，引起整个滤层剧烈的碰撞摩擦，同时滤层出现流化置位现象，滤料在气流的携带下有小部分流失，提高了去除效果; 由于污水场的风压达不到0. 45 MPa，因此无法考查当气冲强度增大到40 Nm3 /min 以上时的状况，但根据气冲强度在20 ～ 30 Nm3 /min 的状况可以推断出，当气冲强度增大到40 Nm3 /min 以上时，滤层会更加剧烈的流化脉动，滤料将会在气流的携带下流失。
图4 不同反冲洗时间下反冲洗液总固体含量对比
4. 2 反冲洗周期的确定
在反冲洗强度一定的条件下，反冲洗周期与进水有机负荷、进水悬浮物有关。当曝气生物滤池进水水质达到稳定后，摸索最佳的BAF 反冲洗周期。固定水反冲强度和气冲强度，反冲洗时间为5 min，在反冲洗后分别间隔运行4 h，考查BAF 对COD 的去除效果。
图5 不同运行时间BAF 对COD 去除率的对比
从上图看，COD 的去除率在反冲洗后初期有明显的上升趋势，主要是因为反冲洗后微生物处于内源呼吸状态，其活性逐渐恢复; 当滤池运行到中期(24 h) 时，COD 有较高的去除率; 但运行到后期(48 h) 时，因截留的悬浮物和脱落的生物膜堵塞滤床而不利于溶解氧的传输，导致异养菌活性下降，去除效率下降。
为了达到较高的去除率，确定反冲洗周期为24 h。
4. 3 反冲洗时间的确定
这里所讨论的反冲洗时间为气水联洗阶段的时间。在BAF 反冲洗的过程中，水反冲洗强度、气反冲洗强度和气水同时反冲洗时间对反冲洗效果有较大的影响，而气水同时反冲洗是气水联合反冲洗过程中最关键的一步。为摸索最适合的反冲洗时间，固定水反冲强度和气冲强度，分别考查反冲洗时间为5 min、10 min 条件下BAF 对COD 的去除效果。
图6 不同反冲洗时间BAF 对COD 去除率对比
从上图可以看出，在同等采样时间下，反冲5 min 比10 min 对COD 的去除效率更高; 同等去除效率的前提下，BAF 从反冲洗完成到出水正常时间，即BAF 的滤层恢复时间，反冲5 min 比10min 要短。这说明反冲5 min 时滤料表层的有机活性生物膜层仍有适当存余，反冲后滤层只需短暂的稳定即可达到较高的COD 去除效率，而反冲10 min 则使生物膜几乎全部冲脱，滤层的恢复仅依赖于生物膜的重新形成，因而速度较慢[3]。曝气生物滤池反冲后的恢复速度决定于滤料上活性生物膜层的存在与否，因此确定反冲时间为5 min。
5 工程运行结果
工程运行几个月后，曝气生物滤池水力负荷达到3. 0 kg /m3˙d，反冲洗周期24 h 后，反冲洗气冲强度控制在20 ～ 30 Nm3 /min ，气水联合冲洗5 min，对COD 有较高的去除效果，平均去除率高达51%。
6 结语
曝气生物滤池内填料的物理吸附和过滤截留作用及生物膜的生物氧化作用能够高效去除污水中的有机物。曝气生物滤池工艺已广泛应用于污水回用或者污水深度处理。在今后的运行实践中还需继续摸索曝气生物滤池与其它工艺优化组合，进一步发挥其高效的去污能力。
原标题:曝气生物滤池在炼油污水中的应用
