生物膜法—BAF设计计算例题
曝气生物滤池简称BAF
曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。
1简介曝气生物滤池Biolog icalAerate d Filter原理示意图该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。
曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。
2①一次性投资比传统方法低1/4；②占用面积为常规工艺的1/10～1/5，运行费低1/5；③进水要求悬浮物50～60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池；④填料多为页岩陶粒，直径5mm，层高1.5～2m；⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。
曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水S S要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。
同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。
曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点。
3BIOSTY R工艺BIOSTY R是法国O TV公司的注册水处理工艺技术，由于采用新型轻质悬浮填料--BIOSTY RENE（主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3）而得名。
下面以去除B OD、SS并具有硝化脱氮功能的反应器为例说明其工艺结构与基本原理。
BIOSTY R工艺是一种上流生物滤池，是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺，工艺成熟高效。
曝气生物滤池 BAF
BAF工艺的构造—反冲洗布水
反冲洗布水系统：
反冲洗系统必须： ①有足够的水头； ②在BAF的整个过水断面上分布均匀。
BAF工艺的构造—布水系统
除采用上述的滤板、滤头配水方式外，也有小型的曝 气生物滤池采用穿孔管配水(管式大阻力配水方式)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 如下图所示。
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BAF工艺的构造—滤料
Ni
滤料种类 陶粒
石英砂 炉渣 焦炭 沸石
几种滤料的物理性质比较 比表面积/(m2/g) 总孔体积(cm3/g) 3.99~4.11
0.76 0.91 1.27 0.46
0.103
0.0165 0.0488 0.063 0.0269
BAF工艺的构造—滤料
所选滤料与BAF运行方式密切相关：
以上两种BAF均可以升流式或降流式运行
3、DN-BAF运行方式
曝气管道设置在滤层内部（滤层曝气式）。 曝气管道将整个滤床分割成好氧和缺氧两个区域， 通过将部分出水回流至滤池底部，使BAF以An/O 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。
曝气生物滤池
BAF工艺
——环境工程：袁艳
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Ni
一、概述
曝气生物滤池(biological aerated filter)简称 BAF，是20世纪80年代末90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。 该工艺是综合了传统生物膜法工艺和快滤池工艺的 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发出来的。
目前，普遍使用的滤料粒径为2.0~8.0mm。 当处理废水的SS较高时，粒径不宜小于2.0~4.0mm。
高中生物-穿过几层膜的计算问题(2021年整理)
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膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数，一定要弄清物质在体内的运行路线，结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质，同时，把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的，从结构上看，内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1）1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层（2）在细胞中，核糖体、中心体、染色体无膜结构；细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜；线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜，但物质若从核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0。
（3）肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜（生物膜）或4层磷脂分子层。
例1．大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层( ）A．3层 B．5层C．6层 D．10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时，进、出共两层膜，然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜，最后进入红细胞（1层膜)中与血红蛋白结合，总共是5层膜，即10层磷脂分子层.答案：D例2。
BAF滤池
曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。
该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。
一、基本原理BAF生物曝气滤池，主要由颗粒生物填料床、曝气系统、反冲洗系统三部分组成。
颗粒状生物滤料（陶粒），表面粗糙，比表面积大，并渗入活性酶在滤料上附着生长高浓度的专性微生物膜，这些专性微生物以污水中的有机物作为氮源、碳源及能量来源而生长繁殖，通过其新陈代谢降解水中的污染物。
污水自上而下进入生物曝气滤池，空气从填料床下端进入，在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。
由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。
污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。
在碳氧化／硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分BOD在此得以降解，浓度逐渐降低。
粒状滤料及5生物膜除了吸附拦截等作用外，兼起过滤的作用。
随着处理过程的进行，存滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥。
这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。
在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。
BAF生物曝气滤池以其储存在加氯消毒池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。
曝气生物滤池(BAF)工艺在污水处理厂中的设计
曝气生物滤池（BAF）工艺在污水处理厂中的设计摘要：曝气生物滤池（BAF）工艺具有运行可靠、出水水质好、占地面积小及运行能耗低的特点，在如今城市污水严重污染的情况下，这种工艺得到了广泛的应用。
本文主要谈谈曝气生物滤池（BAF）工艺在污水处理厂中的设计。
关键词：BAF工艺；污水处理厂；应用；设计1.曝气生物滤池（BAF）工艺的一般设计要求曝气生物滤池工艺应用于污水处理厂设计中，需满足以下设计要求：（1）曝气生物滤池应根据处理水量的大小合理分格，每级滤池不应少于两格，当一格滤池反冲洗时，应考虑其余格滤池须通过全部流量；同时当一格滤池反冲洗时，需要考虑其余格滤池出水或反洗清水池储水是否能提供足够的冲洗用水量；单格滤池面积不宜大于100m2。
（2）曝气生物滤池多格并联时宜采用渠道和堰配水，不宜采用压力管道直接配水。
（3）曝气生物滤池工艺曝气与反冲洗用气设备、管路宜分开设置。
（4）滤料填装高度宜结合占地面积、处理负荷、风机选型和滤料层阻力等因素综合考虑确定，陶粒滤料宜为2.5m～4.5m。
清水区高度应根据滤料性能及反冲洗时滤料膨胀率确定，陶粒滤料宜为1.0m～1.5m。
（5）曝气系统采用单孔膜空气扩散器布气，单孔膜空气扩散器的布置密度应根据需氧量要求通过计算后确定；单个曝气器设计额定通气量宜为（0.2～0.3）m3/h，每平米滤池截面积上单孔膜空气扩散器布置数量不宜少于36个；采用穿孔管时孔口设计流速不宜小于30m/s。
（6）BAF系统采用长柄滤头布水，长柄滤头安装于滤板上，其布置密度反硝化生物滤池不宜小于49个/m2，其它曝气生物滤池不宜小于36个/ m2，并考虑滤头水头损失及堵塞率。
2.曝气生物滤池（BAF）工艺的流程选择及设计2.1单级碳氧化/硝化BAF工艺的设计当设计中要求降解污水中含碳有机物并对氨氮进行部分硝化（硝化率60%以下）时，宜采用单级碳氧化/硝化曝气生物滤池工艺流程，具体流程图见图1：图2 两级除碳、硝化生物滤池工艺碳氧化曝气生物滤池（C池）主要是用来降解污水中含碳有机物，污水中的有机物降解大部分之后进入硝化曝气生物滤池，开始对污水中的氨氮进行硝化反应，更有利于氨氮的去除。
BAF污水处理技术
水处理技术:曝气生物滤池(BAF)一、曝气生物滤池(BAF)曝气生物滤池是90 年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家广为流行。
该工艺具有去除SS 、化学需氧量、BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除AOX (有害物质) 的作用,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池( 二沉池) ，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。
BAF 属第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用, 通过使用特殊的滤料和正确的配气设计，BAF 具有以下工艺特点1 、采用气水平行上向流，使得气水进行极好均分，防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象，氧的利用率高，能耗低；2 、与下向流过滤相反，上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免形成沟流或者短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；3、上向流形成为了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证BAF 工艺的持久稳定性和有效性；4 、采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量；5 、滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率；6 、由于滤池极好的截污能力，使得BAF 后面不需再设二次沉淀池；二、BAF 工艺流程说明污水经格栅去除粗大飘荡、悬浮物后，进入出沉池或者水解酸化池 (强化预处理池) 进行沉砂、除油和沉淀同时去除部份SS 、化学需氧量、BOD 等物质经预处理的污水进入第一级BAF-C/N 滤池(或者DN 沉淀池) ，绝大部份化学需氧量、BOD 在此进行降解，部份氨氮进行硝化(或者反硝化) 接着污水进入第二级BAF-N 滤池(或者C/N 滤池)，进行氨氮的彻底硝化及化学需氧量,BOD 地进一步降解，同时进行化学除磷，以保证出水总磷≤ 0.5mg/l,NH3-N ≤ 5 mg/l,TN ≤ 10mg/l 运行过程中，在一二级BAF 底部进行供氧滤池运行一段时间后需对滤池进行反冲洗；反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗污水通过排水缓冲池返回初沉池或者水解酸化池，与原污水混和初沉池或者水解酸化池的剩余污泥进行脱水处理，泥饼外运处置。
污废水处理试题--生物膜法
污水处理工（生物膜法）试题分析一、判断题1、生物膜法的剩余污泥产量低，一般比活性污泥处理系统少1/4左右。
（√）2、在温度高的夏季，生物膜的活性受到抑制，处理效果受到影响；而在冬季水温低，生物处理效果最好。
（×）3、经生物滤池处理后的污水不需再设二次沉淀池进一步处理，可直接排放。
（×）4、当采用生物转盘脱氮时，宜于采用较小的盘片间距。
（×）5、生物膜法的挂膜阶段初期，反应器内充氧量不需提高；对于生物转盘，盘片的转速可稍慢。
（√）6、生物滤池的布水器转速较慢时生物膜不受水间隔时间亦较长，致使膜量下降；相反，高额加水会使滤池上层受纳营养过多，膜增长过快、过厚。
（√）7、生物膜法挂膜工作宣告结束的标志是，出水中亚硝酸下降，并出现大量硝酸盐。
（√）8、生物滤池处理难降解的有机废水，不需增加滤池的级数或采取出水回流等措施。
（×）9、生物转盘工艺的转盘分级越多，分级效果越好。
（×）10、污水的生物膜处理法与活性污泥法一样是一种污水好氧生物处理技术。
（√）11、生物膜法不适用于处理高浓度难降解的工业废水。
（×）12、生物滤池处理出水回流的目的是为了接种生物膜。
（×）13、生物膜法与活性污泥法相比，参与净化反应的微生物种类少。
（×）14、生物膜法中的食物链一般比活性污泥短。
（×）15、接触氧化法无需设置污泥回流系统，也不会出现污泥膨胀现象。
（√）16、生物接触氧化是一种介于活性污泥与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点。
（√）17、污水的生物膜处理法是一种污水厌氧生物处理技术。
（×）18、生物膜法处理污废水时，生物膜厚度介于1-3mm较为理想。
（×）19、生物膜法刚开始时需要有一个挂膜阶段。
（√）20、生物膜处理系统中，由于微生物数量较多，食物链较长，因此与普通活性污泥法相比，该方法剩余污泥产量较多。
曝气生物滤池(BAF)产品调试运营手册
曝气生物滤池（BAF）产品调试运营手册一、曝气生物滤池曝气生物滤池简称BAF,是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。
曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。
1.基本原理在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。
污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。
2.工艺特点该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。
曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好，运行能耗低，运行费用少等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SSW100mg/L，最好SSW60mg/L），因此对进水需要进行预处理。
同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。
其工艺性能如下：序哇项且名称单位过滤速摩 m/h2—（反硝化时｝ID ） 1 反冲洗空■=（冠圧 L/mtir£10--15 反沖洗水强虞 L/m 肝、5--6 4 EOD 耳机自荷 d2--6 5 匚ODW 机◎荷 %4--14 6 垂洗氧效率 % 30--357 硝化(1QY ) Kg/m.jd 0.4—0.B8 硝化［20T) Kg/m3d 0.8—1.29 脱氮t 1D-C ) Kg/m2d 1.5-2.510脱氮(20°C ) Kg/m3d 0.7—L.5 二、曝气生物滤池结构曝气生物滤池的构造与污水三级处理的滤池基本相同，只是滤料不同，一般采用单一均粒滤料。
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当滤池总截面积为574.3 m2时，空塔水力负荷复核如下： 实际q水力=Q÷S截面=40000÷574.3÷24=2.9m3/ m2·h,满足要求。 为考虑进入滤池的废水均匀流过滤料层，在滤料承托层下部设计有缓冲配 水室，其高度H配水一般为1.2～1.5m，考虑到滤头和配水室内布水、布气管 的安装方便，以及便于配水室的清洗，本工程取H配水=1.5m，并在配水室池 壁考虑设置检修人孔；另外，考虑到滤池反冲洗时滤料的膨胀，在滤料层上 部保证有0.8～1.0m的清水区，本工程取清水区高度H配水=1.0m；滤池的超 高取H超高=0.5m,承托层高H承托=0.3m，则滤池的总高为： H= H滤料+H配水+ H清水+ H超高+ H承托=3.7+1.5+1+0.5+0.3=7m 污水在曝气生物滤池滤料层高度中的空塔停留时间t=3.7÷2.9=1.28hr， 而根据运行经验，滤池在装满滤料后废水在滤料层中的实际停留时间约为空 塔停留时间的1/2左右，即0.64hr。
第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
1．C/N曝气生物滤池的计算 C/N曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物
进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分 硝化。
包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、 反冲洗系统等的计算。
第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
在 本 工 程 中 ， 经 水 解 （ 酸 化 ） 池 每 天 进 入 C/N 滤 池 的 污 水 量 Q=40000m3/d，在C/N曝气生物滤池中，每天所要求去除的BOD5的重量 为： ΔWBOD=（Q·ΔCBOD）/1000 式中： ΔWBOD—在曝气生物滤池中每天需去除的BOD重量，单位kg/d；
第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
在曝气生物滤池的计算中，BOD有机负荷是单位容积的滤 料上的微生物在单位时间内所能处理的有机物数量。BOD有 机负荷的确定与被处理水的可生化性以及被处理水中的污染物 质有关，也与处理出水的水质要求有关。对于可生化性较好的 工业废水，因一般不考虑脱氮问题，曝气生物滤池的作用主要 用于去除有机物，所以曝气生物滤池的BOD有机负荷一般在 3 ～ 6kgBOD/m3 滤 料 ·d ， COD 有 机 负 荷 一 般 在 6 ～ 10kgCOD/m3滤料·d，空塔水力负荷一般在3～5m3/(m2·h)。 而对于城市生活污水，考虑到硝化脱氮对有机负荷的要求，其 BOD有机负荷一般控制在1～3kgBOD/m3滤料·d范围内，当 BOD有机负荷超过3kgBOD/m3滤料·d时，其同步硝化作用 受到抑制，所以对需要进行除碳和同步硝化的C/N曝气生物滤 池 进 行 计 算 时 ， 其 BOD 有 机 负 荷 的 选 取 一 般 小 于 3kgBOD/m3 滤 料 ·d ， 而 其 COD 有 机 负 荷 一 般 控 制 在 6kgCOD/m3 滤 料 ·d 以 下 ， 空 塔 水 力 负 荷 一 般 为 1.5 ～ 3.5m3/(m2·h)之间。
一般来说，曝气生物滤池内的滤料层高度H滤料在2.5～4.5m之间。在水 力负荷一定的条件下，滤料层高则污水与微生物的接触时间长，出水效果 好，但相对所需鼓风机的压头也较高，能耗相对也大；滤料层低则污水与 微生物的接触时间短，出水效果相对差些，但所需鼓风机的压头也低些， 能耗相对也小些。根据国内外已建成运行的曝气生物滤池实际情况，本工 程取滤料层高度H滤料=3.7m，则曝气生物滤池的截面积S截面计算如下： S截面= V滤料÷H滤料=2124.9÷3.7=574.3m2
考虑到单座滤池面积过大将会增加反冲洗时的供水、供气量，同时不利 于布水、布气的均匀，所以本设计中将C/N曝气生物滤池分为8格，则每 格截面积为574.3÷8=71.8m2。
第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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第12节 曝气生物滤池设计计算例题
本设计每格截面按正方形布置，则每格尺寸应为8.47x8.47m，实际取 8.5x8.5m。
（1） C/N曝气生物滤池池体的设计 在本工程中，处理对象为城市生活污水，曝气生物滤池的 作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮 的去除。C/N曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物 并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算 与按有机物降解动力学公式计算两种方法,由于按有机负荷法 计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。 按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷、COD 有机负荷和水力负荷。设计时应根据BOD有机负荷进行计算， 并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。
第7章 污水好氧生物处理—生物膜法
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本章总目录第12节 曝气生物Fra bibliotek池设计计算例题
代入数据后，则： ΔWCOD=（Q·ΔCCOD）÷1000=〔40000×（200-60）〕÷1000=5600 （kg/d） 实际上，C/N曝气生物滤池内的COD有机负荷为： qCOD=ΔWCOD÷V滤料=5600÷2124.9=2.64 kgCOD/m3滤料·d 所以，C/N曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于6 kgBOD/m3滤 料·d，满足要求。