曝气生物滤池
曝气生物滤池原理
曝气生物滤池原理曝气生物滤池是一种常用于水处理领域的技术，用于去除废水中的有机物和氨氮等污染物。
它通过将废水与含有大量微生物的滤料进行接触，利用微生物的生物降解作用将有机物分解为无害物质，从而达到净化水质的目的。
曝气生物滤池的原理主要包括生物降解、曝气和滤料三个方面。
生物降解是曝气生物滤池的核心原理。
废水中的有机物被微生物吸附附着在滤料表面，微生物通过分泌酶类来将有机物分解为简单的无机物和水。
这个过程主要依赖于微生物的代谢活动，所以滤料中的微生物种类和数量对于处理效果有着至关重要的影响。
滤料的表面积越大，微生物的附着量就越多，降解效果也就越好。
曝气是曝气生物滤池的重要环节。
通过向滤料中通入空气，形成气泡，气泡在滤料之间上升时将废水中的有机物和氨氮气化，提供氧气供微生物进行呼吸作用。
同时，气泡的运动也能够使滤料颗粒保持松散状态，增加废水与滤料的接触面积，提高废水的处理效率。
滤料是曝气生物滤池中的载体。
滤料可以是石英砂、活性炭、陶粒等多种材料，其主要作用是提供微生物生长的场所和附着面。
滤料的选择应根据废水的性质和处理要求进行合理搭配，以保证微生物的附着量和降解能力。
此外，滤料还能够过滤废水中的悬浮物，减少后续处理工序的负担。
曝气生物滤池的工作过程一般包括填料沉淀、启动和稳定三个阶段。
首先，在填料沉淀阶段，废水中的悬浮物通过滤料的过滤作用被去除，滤料逐渐形成微生物的附着层。
然后，在启动阶段，给滤料添加适量的活性污泥或种子菌群，以快速形成生物膜。
最后，在稳定阶段，废水经过滤料层时，微生物对有机物进行降解，净化水质。
曝气生物滤池具有结构简单、操作方便、处理效果稳定等优点，被广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理及农村生活污水处理等领域。
然而，曝气生物滤池也存在一些问题，如滤料堵塞、曝气能耗较高等，需要合理设计和管理以提高处理效果和降低运行成本。
曝气生物滤池是一种利用微生物降解有机物的技术，通过生物降解、曝气和滤料等原理来实现水质净化。
曝气生物滤池的工作原理
曝气生物滤池的工作原理
曝气生物滤池是一种常见的废水处理设备，其工作原理基于生物降解有机物的原理。
在曝气生物滤池中，水通过填料层，填料层上有大量的微生物固定生长，这些微生物可以利用有机物为能源进行生长繁殖，从而将有机物转化为无机物。
进入曝气生物滤池的废水通过填料层，填料层上的微生物会吸附在填料表面形成生物膜。
这些微生物包括各种细菌、藻类和真菌等，它们可以利用废水中的有机物和氧气进行新陈代谢，实现有机物的降解。
为了提供足够的氧气供给微生物进行新陈代谢，曝气设备会向废水中喷洒氧气。
氧气在水中的溶解度很低，通过曝气可以将氧气送入水中，提高水中的氧气浓度，促进微生物的生长和有机物的降解。
随着微生物的生长和繁殖，废水中的有机物被逐渐降解为无机物，比如二氧化碳和水。
这些无机物不会对环境造成污染，符合环保要求。
经过曝气生物滤池处理后的废水质量得到明显提高，可以达到排放标准。
在曝气生物滤池中，填料的选择和填料的表面积对废水处理效果有很大影响。
较大的填料表面积可以提供更多的附着面积供微生物生长，从而提高有机物的降解效率。
因此，在设计曝气生物滤池时，需要考虑填料的种类和填料的表面积，以确保废水得到有效处理。
总的来说，曝气生物滤池通过利用微生物降解有机物的原理，将废水中的有机物转化为无害的无机物，达到净化水质的目的。
通过合理设计填料层和曝气系统，可以提高废水处理效率，保护环境，促进可持续发展。
希望通过本文对曝气生物滤池的工作原理有了更深入的了解。
曝气生物滤池说明
曝气生物滤池（BAF）BAF技术原理曝气生物滤池（BAF）被称为第三代生物滤池。
滤池中装填粒径较小的粒状滤料，通过滤池内部曝气，滤料表面生长着高活性的生物膜。
污水流经时，利用滤料表面高活性生物膜及滤料之间生物絮体的生物氧化降解作用，对污水进行生化处理；因滤料粒径较小且呈压实状态，在生物膜及滤料之间生物絮体的吸附作用下，滤层可以吸附、截留污水中极大部分的悬浮物（包括脱落的生物膜），其后不需要设置沉淀池。
随着运行时间的延长，滤池水头损失逐渐增加，当达到设计值时需对滤池进行反冲洗，清洗截留的悬浮物以及老化的生物膜。
BAF工艺技术优势1、出水水质好，可达到回用水水质标准。
2、对氨氮的处理出水≤0.5mg/l，对SS的处理出水≤5mg/l。
3、占地面积是一般工艺的1/3－1/5。
4、能耗低，运行费用是一般工艺的1/2。
5、耐冲击负荷、耐低温、启动快。
6、全自动化控制，管理非常简单。
BAF三大技术特色1、高效生物陶粒先进的酶促陶粒滤料，可显著提高生物膜活性，获得更好的出水水质。
李圭白院士主持的专家审查会对我公司生产的生物陶粒评价是：“国内首创，达到国际先进水平，是曝气生物滤池的理想滤料，为曝气生物滤池应用于我国污水处理解决了核心问题。
”2、创新的曝气布气技术和反冲洗布水布气技术解决了小气量均匀布气问题，改进了单孔膜曝气头，曝气均匀度可以达到97％以上，并且不随使用时间的延长而降低。
改进了长柄滤头的布气均匀度和防堵塞性能，绝对避免堵塞的可能。
3、先进可靠、操作维护简单的自控系统。
开发出BAF专用的自动控制系统，采用PLC控制模块或DCS控制系统，具有使用方便、安全性高、成本低的优势。
可密切监测滤池的运行状态，根据出水水质的情况、BAF池的液位、进水泵压力的变化确定反冲的周期和时间（气冲、气水联合反冲、水漂洗），实现滤池的自动反冲洗。
曝气生物滤池技术特点曝气生物滤池是一种新型高效污水处理技术。
——1999年9月4日国家环保总局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。
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
工艺流程
主要工艺设计参数
• 曝气生物滤池的工业设计参数主要有水力负荷、容积负荷、滤料高度、滤料
•
粒径、单池面积，以及发冲洗周期、反冲洗强度、反冲洗时间和反冲洗气水 比等。 曝气生物滤池的五日生化需氧量容积负荷宜为3~6kgBOD5/(m3∙d)，硝化容 积负荷（以NH3-N计)宜为0.3~0.8kg(NH3-N)/(m3∙d)，反硝化容积负荷 （NO3--N计）宜为0.8~4.0kg(NO3--N)/(m3∙d)。在碳氧化阶段，曝气生物滤 池的污泥产率系数可为0.75kgVSS/kgBOD5。
曝气生物滤池构造
• 曝气生物滤池分为上向流式和下向
流式，此为下向流式的结构原理。 曝气生物滤池由池体、布水系统、 布气系统、承托层、滤层、反冲洗 系统等部分组成。池底设承托层， 上层为滤层。
工作原理
• 在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，
•
滤池内部曝气。 污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对 污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，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 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以及更 新生物膜，此为作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。 • （2）区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。 • （3）高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性。 • （4）具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再
•
设二次沉淀池。 （5）需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS以及更新生物膜。
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
曝气生物滤池（BAF）简介曝气生物滤池（biological aerated filter,BAF）属于生物处理的生物膜法范畴，该技术最早由法国OTV（L'omnium de Fraitements er valorization ）公司开发。
曝气生物滤池的特点：1）采用气水平行上向流，使气、水进行很好的均分，防止了气泡在滤层中的凝结，氧利用率高，能耗相对较低；2）与下向流过滤相反，上向流过滤持续在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免沟流或短流；3）上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和高负荷仍然能保证工艺的稳定和可靠性；4）采用气水平行上向流，空气能将固体物质带入滤床深处，使得过滤空间能很好的被利用。
以上特点使得曝气生物滤池具有以下优势：1）容积负荷可以很高，使得池体和占地都相对较小；2）出水水质好，可达到《污水综合排放标准》的一级标准，无需另设二沉池，节省基建费用，另外氧利用率高，大大降低运行成本；3）自动化程度高，无污泥膨胀问题，日常操作管理简单，微生物不会流失，系统可间断运行。
曝气生物滤池结构曝气生物滤池的结构形式与普通的快滤池类似，曝气生物滤池其主体由滤池池体、滤料层、承托层、布水系统、反冲洗系统、出水系统、出水系统、管道和自控系统组成。
BAF工艺介绍BAF工艺最初应用于污水处理的三级处理，后发展成直接用于二级处理，并且派生出许多以曝气生物滤池为主体工艺的多种组合工艺。
由于曝气生物滤池所具有的各项优点，使得曝气生物滤池广泛的应用于城市生活污水的二级处理当中，部分工况废水处理及饮用水微污染处理也有相当的运用。
按照污水处理要求的不同，可将BAF工艺分为以下几类：除碳工艺；除碳/硝化工艺；除碳/硝化/反硝化工艺；反硝化/（除碳、硝化）工艺。
除碳工艺适用范围：DC曝气生物滤池主要应用于处理可生化性较好的工业废水以及排放标准对氨氮等营养物质没有特殊要求的生活污水。
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BAF工艺的运行控制
• 1.容积负荷。其与所处理废水的类型有很大关系 一般可依据相关资料来确定。容积负荷过高的话 会限制硝化作用，应控制在低水平。为达到良好 的脱氮效果，宜根据氨氮负荷设计容积负荷。 • 2.进水水质。一般控制BOD浓度在150200mg/L,SS浓度在60-100 mg/L。 • 3.反冲效果。不仅要保证洗脱截留的SS和脱落的 生物膜，还有保证留有适当生物膜。确定反冲洗 强度时，以滤料床.膨胀高度为重要指标，一般控 制在10%。 • 4 .通常采用投药除磷方式，投放点一般为进水口， 还需控制投药量 。
工艺构造
滤料
BAF运行方式不同，所选滤料也不同。
• 降流式采用轻质滤料 • 升流式采用大比重颗粒滤料
滤料的粒径影响处理效果
• 小粒径滤料处理效果好，但易堵塞 • 大颗粒滤料较不易堵塞，但处理效果有所下降
应用于BAF的两种滤料
轻质陶粒滤料
稀土瓷砂滤料
几种滤料的物理性质比较
滤料种类
陶粒
比表面积/(m2/g) 总孔体积(cm3/g)
BAF缺点
• 1、对进水SS具有要求，一般低于100mg/L，最 好在50-60 mg/L以下，所以需对进水进行强化预 处理（作为二级生物处理工艺时）； • 2、水头损失较大； • 3、反冲洗操作时间短，反冲洗期间水力负荷大， 若直接将其回流至初沉池，对初沉池造成较大的 冲击负荷，影响沉淀效果，往往设置缓冲池，导 致工艺的复杂性； • 4、由于较高负荷和较短的水力停留时间，使微生 物生长较快，加上截留的SS，就会有较多的污泥 产量且稳定性较差。
几种BAF的工艺类型
• • • • Biocarbon BAF Biostyr BAF Biofor BAF Biopur BAF
Biocarbon BAF
• Biocarbon BAF主要以有机物去除为目的， 同时利用滤料的截留作用获高效的SS去除 率，并利用生物膜内部与表面不同的氧浓 度及曝气管道位置的变换而实现硝化与部 分反硝化作用。
BAF 工艺的运行方式
根据处理功能的不同，BAF又分为以下几种： 1、以有机物去除为目标的运行方式（C-BAF） 2、以硝化为目标的运行方式（N-BAF） 3、以脱氮为目标的运行方式（DN-BAF） 4、具有脱氮除磷功能的运行方式（NP滤料的使用，提高了微生物生长的表面 积，提高了滤池单位容积内保持的生物量；由于 充足的曝气与较高水力负荷的冲刷，微生物膜可 保持在较薄范围内，具有较高的生物活性和对进 水污染物的适应性，所以它的容积负荷可达56kg/(m3· d)； • 2、处理设施结构布置紧凑，生物降解和过滤在一 个单元中进行，一般不需设置二沉池，有效节省 占地面积； • 3、可根据处理要求及水质，选择合适的运行方式 以实现不同处理目标。
3.99~4.11 0.103
石英砂
炉渣
0.76
0.91
0.0165
0.0488
焦炭
沸石
1.27
0.46
0.063
0.0269
反冲洗系统
在BAF的运行过程中，随着过滤的进行，填料表 面微生物数量不断增加，生物膜逐渐变厚，被截 留的SS和滤料表面脱落的生物膜量不断积累，导 致过滤阻力增加，甚至堵塞。需要进行反冲洗。
Biofor BAF
•
•
Biofor BAF工艺使用特制膨胀硅铝酸盐 颗粒作滤料，采用升流式，水气同向运行 方式，曝气装置是高强度的空气扩散器。 良好特性： 1.硬度高，寿命长； 2.耐磨损耐腐蚀，可根据要求加 工不同大小的颗粒提高截留率 3.比重达，质地坚硬可增加滤料层高度， 减少占地面积。
Biopur BAF
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Biostyr BAF
• Biostyr BAF是在Biocarbon BAF基础上 开发的、具有脱氮效果的淹没式曝气生物 滤池。采用聚苯乙烯为主要成分，比重小 于水的Biostyrene型轻质悬浮小球作为滤 料。 • 生物量大，活性高，处理负荷高，出水水 质好且稳定，因为水流先过缺氧区反硝化 菌利用有机物进行反硝化，有机物的降解 可以减少好氧区需氧量 。
BAF的启动
•
• •
1.先间隙培养，后连续运行并逐步提高过 滤速率； 2.连续培养，在过滤速度不变和逐步提高 的条件下进行培养； 3.接种培养，用活性污泥进行接种，在稳 定条件下运行。
反冲洗通常采用水-气联合反冲洗的方式。
BAF 工艺的运行方式
根据水流流向不同，BAF工艺有两种运行方式： 升流式（UBAF）和降流式（DBAF）。 升流式（UBAF）：水流从底部由上而下流过滤料 层，与自上而下的空气同向接触。
降流式（DBAF）：水流从顶部由上至下流过滤料 层，与自上而下的空气逆向接触。
曝气生物滤池
BAF工艺
主讲人：刘 阳 姜 栋 王永喜
目录
• • • • • • • BAF工艺概述 BAF工艺的构造及原理 BAF工艺运行方式 BAF工艺的优缺点 几种BAF的工艺类型 BAF工艺的运行控制 BAF的启动
概述
生物膜工艺在废水处理中的应用具有悠久的 历史。早在1914年，活性污泥法发明之前，生物 膜法已经被应用于废水处理。该工艺开发应用以 来，一直受到各国研究者的重视。通过不断的研 究，该工艺由低负荷生物滤池、高负荷生物滤池、 生物转盘、塔式生物滤池（第一代生物膜法工艺） 等逐步发展到生物接触氧化法、淹没式生物滤池、 生物流化床（第二代生物膜法工艺）等各种工艺。 直到上世纪80年代末到90年代初，最新型的第三 代生物膜法工艺------曝气生物滤池（Biological Aerated Filter---BAF）诞生了。