BAF曝气生物滤池设计
曝气生物滤池的设计
⑶反硝化型（DN曝气生物滤池）
反硝化型（DN）曝气生物滤池，不设曝 气管道，只设有反冲洗布气管道。
反硝化型（DN）曝气生物滤池整个滤床 均处于厌氧状态，在厌氧条件下，NO3-N 和 NO2-N 在硝化菌的作用下被还原为气态N2， 从而实现脱氮作用；
其反冲水为贮存在滤池底部的达标排 放水，自上而下进行反冲。其反冲过程基 本类似于BIOCARBONE工艺。
相比而言BIOSTYR工艺有如下优点： ①重力流反冲洗无需反冲泵，节省了动力； ②滤头布置在滤池顶部，预处理水接触不 易堵塞，便于更换；③硝化/反硝化可在 同一池内完成。
⑶BIOFOR工艺
BIOFOR工艺是由Degremont公司开发的，其底部为气 水混合室，之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。
BIOFOR和BIOSTYR不同的是采用密度大于水的滤料， 自然堆积，其余的结构、运行方式、功能等方面与 BIOSTYR大同小异。
以上为曝气生物滤池主要的三种形式， 在世界范围内都有应用，其中 BIOCARBONE为早期形式，目前大多采 用BIOSTYR和BIOFOR工艺。
我们公司所采用的BAF工艺亦是属于 BIOFOR工艺范畴。
在无脱氮要求的情况下，滤池底部的水可直接排出系统， 一部分留作反冲洗之用。如果有脱氮要求，出水需进入下一级 后置反硝化柱，同时需外加碳源。一般情况下在单个 BIOCARBONE滤池中不能同时取得理想的硝化/反硝化效果。
随着过滤的进行，滤料表面新产生的生物量越来越多，截 留的SS不断增加，在开始阶段水头损失增加缓慢，当固体物质积 累达到一定程度，在滤层上部形成表面堵塞层，阻止气泡的释 放，从而导致水头损失迅速上升，很快达到极限水头损失，此 时应立即进行反冲洗再生，以去除滤床内过量的生物膜及SS，恢 复处理能力。
曝气生物滤池(BAF)工艺介绍
氨氮去除效果
氨氮去除率
BAF工艺对废水中的氨氮也有较好的去除效果，去除率可达 90%以上。
去除机制
在BAF中，氨氮主要通过硝化细菌的作用，转化为硝酸盐， 从而实现氨氮的有效去除。
总氮去除效果
总氮去除率
BAF工艺对废水中的总氮也有一定的去除效果，去除率可达60%以上。
去除机制
在BAF中，总氮的去除主要通过微生物的同化作用和反硝化作用来实现。
反冲洗
定期对滤料进行反冲洗， 去除积累的悬浮物和生物 膜，恢复滤料的过滤性能。
BAF的应用范围
生活污水处理
BAF可用于处理生活污水， 如住宅小区、学校、医院 等场所产生的废水。
工业废水处理
BAF适用于处理多种工业 废水，如印染废水、造纸 废水、食品加工废水等。
景观水体治理
利用BAF工艺改善景观水 体的水质，提高水体的自 净能力。
BAF的主体结构包括池体、滤料、布水系统、曝气系统等部分。其中，滤料是 BAF的核心部分，对净化效果和运行稳定性起着重要作用。
滤料选择与作用
滤料是BAF工艺中的重要组成部分，其选择直 接影响到BAF的运行效果和处理能力。常用的 滤料有石英砂、活性炭、陶粒等。
滤料的主要作用是为微生物提供生长的载体和 生物膜，同时对水流起到过滤和拦截的作用， 使污染物在滤料表面被微生物氧化分解。
05
BAF的优缺点与改进方向
优点分析
高生物浓度
BAF可以维持较高的生物量， 从而提高有机物的去除效率。
抗冲击负荷能力强
由于滤池中生物的多样性， BAF对水质和水量变化的适应 性强。
出水水质好
BAF的过滤作用可以有效地去 除悬浮物和部分有机物，提高 出水水质。
BAF曝气生物滤池设计
BAF曝气生物滤池设计BAF（Biological Aerated Filter）是一种高效的曝气生物滤池，常用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等场所。
它采用一种生物膜技术，即通过曝气将废水中的有机物质转化为微生物可利用的无机物质，达到净化水质的目的。
下面将详细介绍BAF曝气生物滤池的设计要点。
首先，BAF曝气生物滤池的设计需要考虑的是填料的选择。
填料是BAF曝气生物滤池中用来生长微生物的载体，常用的填料材料有活性炭、石英砂、陶瓷球等。
填料的选择应考虑其表面积大、孔隙率高、耐酸碱等特点，以满足微生物附着和生长的需求。
其次，设计应考虑BAF曝气生物滤池的曝气系统。
曝气系统是指通过气泵将空气输送到滤池内，提供氧气供微生物进行呼吸作用。
曝气系统应设计合理，能够充分弥散空气，提供充足的氧气供给微生物，提高细菌的附着和生长速度。
此外，设计中还需考虑水力装置的设置。
BAF曝气生物滤池中的水力装置主要是分布器和收集器两部分。
分布器用于将废水均匀分布到滤池的底部，收集器用于收集经滤床过滤后的水。
水力装置的设计要注意，尽量减少对微生物膜的冲击，保证水流均匀分布，提高废水的处理效果。
此外，还需要考虑滤池的设计容积。
滤池的设计容积应根据处理水量、废水水质以及滤床和填料的要求来确定。
滤池容积过大会增加废水的停留时间，从而提高废水的接触时间和处理效果；而滤池容积过小则会降低废水的处理效果。
因此，需要根据具体情况进行合理的容积设计。
最后，还需注意BAF曝气生物滤池的操作和维护。
滤池的操作和维护包括定期清洗滤床、添加碳源、调节水力负荷、维护曝气系统等。
这些措施有助于保持滤床的通气性和水力性，提高滤床内微生物的活性和生物降解能力。
综上所述，BAF曝气生物滤池设计要点包括填料选择、曝气系统设计、水力装置设置、滤池容积设计以及操作和维护等。
合理的设计可以提高滤池的处理效果，实现废水的高效净化。
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)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。
爆气生物滤池(BAF) (2)
BIOCARBONE污染物去除特征曲线
BIOCARBONE中生物膜相对数量随滤池深 度的变化
BIOCARBONE 水头损失随运行时间的变化
BIOCARBONE工艺的缺点
• 缺点：负荷不够高，大量被截留的SS集中在滤池 上端几十厘米处，此处水头损失占了整个滤池水 头损失的绝大部分；滤池纳污率不高，容易堵塞， 运行周期短。
2.2 BIOFOR工艺
• BIOFOR工艺是由Degremont公司开发的，其底部为气水 混合室，之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。 • BIOFOR和BIOSTYR不同的是采用密度大于水的滤料，自 然堆积，其余的结构、运行方式、功能等方面与 BIOSTYR大同小异。
BIOPUR工艺
BIOBEAD工艺
2 两段生物曝气滤池工艺
• 主要用于对污水中有机物的降解和氨氮的 硝化。也可以实现除有机物/硝化/反硝化作 用。
3 三段曝气生物滤池工艺
• 在第二段滤池的出水中投加铁盐和铝盐进 行化学除磷。
讨论
• BAF在运行中存在哪些问题？
• 对BAF工艺进行改进？
BAF工艺存在的问题
• 1 滤料易板结 • 2 在应用过程中发现BAF系统内丝状菌常常 有过度生长的现象。 • 3 为了满足反冲洗要求，在曝气生物滤池顶 部通常需要设置0.9m的清水区，以解决滤 料膨胀的问题。滤池顶部的清水区，由于 生物量低，在正常工作时对污染物的去除 能力有限，这在一定程度上造成了滤池空 间的浪费。
2 上向流式
• 2.1 BIOSTYR工艺
BIOSTYR 工 艺 是 法 国 OTV 公 司 对 其 原 有 BIOCARBONE 的 一 个 改进，其滤料为相对密 度小于1的球形有机颗 粒，漂浮在水中。
「详解」BAF-曝气生物滤池
「详解」BAF-曝气生物滤池一、曝气生物滤池简介曝气生物滤池简称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。
其工艺性能如下：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。
曝气生物滤池主要由滤池池体、滤料、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统等八个部分组成。
1.滤池池体其作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量，形状有圆形、正方形和矩形三种，结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。
曝气生物滤池BAF
曝气生物滤池BAFBiological Aerated Filters✬曝气生物滤池简介 1 ✬生物滤池2✬BAF预处理工艺应用研究 5 ✬生物滤床污水处理工艺的应用范围和效率8 ✬生物流化床在废水处理中的应用进展13 ✬新型曝气生物滤池—Biostyr 16✬翻板型滤池20 ✬BAF+常规+UF工艺在微污染水处理中的应用26曝气生物滤池简介曝气生物滤池（biological aeratedfilter），简称BAF，是近年来国际上兴起的污水处理新技术。
目前在欧美和日本等国家已有上千座大小各异的污水处理厂应用了这种工艺。
它可广泛应用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造等有机废水处理，具有去除SS、CODcr、BOD5、硝化与反硝化、脱氮除磷、除去AOX(有害物质）的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，并节省了后续二次沉淀池。
该工艺有机物容积负荷、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，因而所需占地面积小、基建投资少、能耗及运行成本低。
曝气生物滤池污水处理新技术的诞生，是我国环保领域的一次重大技术突破，掀开了城市污水处理工艺新的一页。
1、BAF工艺特点：新型滤池曝气系统-采用单孔膜空气扩散器滤池专用曝气系统，运行中氧的总体利用率可达５%以上，所以供氧动力消耗低，使运行成本大大降低，同时该新型结构的曝气系统不易堵塞。
滤池采用水、气联合反冲洗系统-可保证出水水质稳定，使系统始终能正常运行。
系统稳定性好-由于该滤池的结构特殊，使滤池系统具有较好的抗冲击负荷能力，并受气候影响小，同样适合于北方地区。
滤池为模块化结构-模块化结构便于污水处理厂的扩建。
占地面积小－一般为常规处理工艺面积的１／３－１／５，厂区布置紧凑，美观。
处理出水质量高-出水清彻透明，达国家回用水标准。
工艺流程短-比传统工艺省去了二沉池及污泥回流系统，反冲冼系统及供氧量可用微机自动控制，运行管理方便且便于维护。
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( 28 20 )
0.36 mg/L 0.67 12%
kgO2/h m m
m3/min
m
m3/min m3/min m3/min m 4
反洗顺序：气洗→（停 30~60S）气、水洗→（停 30~60S）水洗→（较大土建 池）表面漂洗，每次按照以 上顺序进行1~2次反洗。 6.91
0.35)1.632
0.632
m3 m2 m
kgCODcr/(m3滤料· d)
m3/(m2· h) h 0.7 0.75
1 . 024
OR 0 .82 (
K La ( 20 )
△ BOD 5
S
) 0 .32 (
0.3
BOD 5
S S
SS
)
BOD 5
S
SBOD
MLVSS MLSS
S ' SS 1 . 42 (1
出水中溶解性BOD含量Se=S'BOD5－SSBOD= 去除可溶性BOD (2)实际需氧量AOR= ΔBOD5 =η×SBOD5－Se= 1.4× OR× SBOD5×Q/1000+4.57× Q× (SNH3-N-S'NH3-N)/1000=
11.4 或 3.0 m 3.8 或 2.2 或 或
3 2 h) 1.47 m /(m ·
10.2 3.4 2.1
或 或
kgBOD5/(m3滤料· d)
2.04 h 1.02 h 或 或 或 取，进水溶解性BOD5/进水BOD5，η= 取，MLVSS/MLSS= 8.00 2.94 0.51
m3/(m2· h) h
m3/(m2· min) m3/(m2· min) m3/(m2· min) m3/(m2· min) h
Q气=q气A= Q气=q气A= Q水=q水A= Q水=q水A= 气洗时间：
2.27 2.27 1.89 1.89 5
min 15.79%
联合反洗时间：
4
m3/h mg/L mg/L mg/L mg/L
C sb (T ) C T (
Pb 2 .026 10
5
Ot 0 .42
)
9.18
(5)曝气负荷校核： N 气 5、反冲洗设计计算 (1) 空气反冲洗计算: (2)气、水联合反冲洗 计算： (3)水反冲洗计算： (4)反冲洗占进水比例 校核：
Gs A
9.97
q气= q气= q水= q水=
BOD 5
BOD 5
S
) 0 .32 (
S S
SS
)
BOD 5
取最高水温28℃，生化反应常数为：
LVSS MLSS
K La(28) K La(20) 1 . 024
La ( 28 )
( 28 20 )
S ' SS 1 . 42 (1 e
11 mg/L 129 mg/L 0.94 kgO2/h
q
f
A
HRT= 2.27 h HRT'= 1.14 h 3、抗冲击负荷能力校核 N'f = (1)污染物容积负荷
f
q
Q A
3.80 2.64 0.57
(2)水力负荷 (3)实际停留时间 4、曝气量设计计算 (1)单位需氧量OR= 取20℃生化反应常数： 出水SS中BOD含量：
q'f= HRT'=
q气= q气= q水= q水=
反洗膨胀率 e≤30%
5、空塔（填料区域）停留时间≥1.0h；实际停留时间≥0.5h
三、曝气生物滤池设计计算
1、滤料体积计算
V
0
= 24Q ( S BOD 5或CODcr S'BOD 5或CODcr ) V H=
0 1
1000 N f
A= D=
2、校核水力负荷、停留时间 1.32 m3/(m2· h) Q qf=
BAF曝气生物滤
一、设计水质指标
处理水量 Q= 5 400 200 m3/h mg/L mg/L mg/L 90 6~9 mg/L
设计进水 水质指标
SCODcr= SBOD5= SNH3-N= SSS= SpH
二、曝气生物滤池主要设计参数
1、污染物容积负荷 (1) BOD5容积负荷： Nf = 1~6
3 2 3 2
取值： 取值： 取值： 取值：
校核指标
H2=0.2~0.3m
=0.3~0.5
取值： 取值： 取值： 取值：
43.2d
1.45 m
0.6 0.6 0.5 0.5
(e 0.35)1.632 (1 e) 0.632
反冲洗水量 5~40% 反洗膨胀率校核最大反洗水强度 q
停留时间≥0.5h
(2) CODcr容积负荷： Nf = 2~12 2、水力负荷（水力表面负荷或滤率）——校核指标 qf= 1~10 水力负荷： 空气滤速（可选择性校核指标）qO2= 3、滤池的构成参数 (1)滤料层高度H1=2.5~4.5m (2)承托层H2=0.2~0.3m (4)清水区高度H4=0.8~1.0m 4、反冲洗清洗参数(按顺序) (1)空气反冲洗强度： (2)气、水联合反冲洗 强度： (3)水反冲洗强度： 反洗周期：24~48h (5)超高H5=0.3~0.5 0.6~1.2 0.6~1.2 0.3~1.0 0.3~1.0
(3)标准需氧量SOR=
SOR
AOR
C
s ( 20 ) (T
[ C
143440.00
sb ( T )
C ] 1 . 024
Pb P0 9 . 8 10 3 H
Ot
21(1 E A ) 100% 79 21(1 E A )
18.96%
5 K
)
9 OR= EA=
AOR
C
s ( 20 ) ( T 20 )
C
sb ( T )
C ] 1 . 024
1.36 0.3 1
Pa
H2= H4= (4)供气量： mg/L
Gs
SOR 0.3 E A 60
0.63
m /(m · h)
3
2
（6）风压P取
6.0
反洗周期
0.6 0.6 0.5 0.5 24
(4)反冲洗占进水比例 水洗时间 校核： 反洗水量占进水比例ζ =
6
BAF曝气生物滤池设计计算书
校核设计水量 Q'= 10 60 20
设计出水水质指标
S'CODcr= S'BOD5= S'NH3-N= S'SS= S'pH
10 6~9
kgBOD5/(m3滤料· d) kgCODcr/(m3滤料· d) m3/(m2· h) 4~15 m /(m · h) (3)配水层H3=1.2~1.5m (6)池体总高H=5~7m m3/(m2· min) m3/(m2· min) m /(m · min) m3/(m2· min)