曝气生物滤池与其他工艺的比较

发布时间: 2010-02-03 00:00:00   编辑:sbf胜博发手机版官网编辑   来源: sbf胜博发手机版官网原创   浏览次数:

  曝气生物滤池与其他工艺的比较

   

一、曝气生物滤池简述

  曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础上,借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺,最初用于污水的三级处理,后发展成直接用于二级处理。

  曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式,也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式。即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料,以提供微生物膜生长的载体,并根据污水流向不同分为下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流过滤料层,在滤料层下部鼓风曝气,使空气与污水逆向或同向接触,使污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到降解,填料同时起到物理过滤作用。

  目前应用较多的曝气生物滤池是上向流曝气生物滤池。上向流曝气生物滤池在结构上采用气水平行上向流态,同时采用强制鼓风曝气技术,使得气、水进行极好的均分,防止了气泡在滤料中的凝结,氧气利用率高,能耗低;气、水平行上向流态持续在整个滤池高度上提供正压条件,可以更好地避免形成沟流或短流,从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成气阱;采用气水平行上向流,使空间过滤能被更好地运用,空气能被污水中的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,延长反冲洗周期,减少清洗时间和清洗时的水、气量。

二、曝气生物滤池与普通生物滤池的性能比较

  

  项目

  曝气生物滤池

  普通生物滤池

  组成部分

  池体、填料、布水系统、布气系统、反冲洗系统、排水系统

  池体、填料、布水系统及排水系统

  布水方式

  从滤池下部通过滤头均匀布水,柱推状上向流

  从滤池上部用喷嘴滴洒状喷淋

  供氧方式

  强制鼓风曝气,基本不受外界条件影响

  在没有堵塞的情况下,靠自然通风供氧,效果受外部条件制约

  滤料

  滤料采用特制的球形轻质陶粒滤料,粒径在3-6mm,比表面积为6-9m2/m3,挂膜性能好,反冲容易,截污能力强,阻力小,滤层高度可大于3m(传质效果好,增加对高浓度冲击负荷的缓冲能力),水头损失约为0.15mH2O/m滤料(高)

  滤料一般采用碎石、矿渣、塑料滤料等,其粒径在40-70mm,比表面积为43-65m2/m3,滤层高度一般小于1.8m(否则易堵,影响通风效果),水头损失约1mH2O/ m滤料(高)

  机理

  过滤、生物吸附与生物氧化作用净化废水,滤料表面为好氧环境,内部为厌氧、缺氧的微环境;存在厌氧、缺氧、好氧微生物,使硝化、反硝化作用同时进行

  利用滤料表面生物膜对废水中的有机物进行吸附氧化,从而使废水得以净化;生物膜中存在亚硝化细菌、硝化细菌,以硝化细菌占优,但不能充分硝化

  负荷

  水力负荷4-10m3/(m2·h)

  BOD负荷5-6kg/(m3·d)

  水力负荷0.5-1.5m3/(m2·h)

  BOD负荷<1kg/(m3·d)

  系统启动

  可利用污水中所含微生物进行启动,初次启动时间为2-3周

  可利用污水中所含微生物进行启动,初次启动时间为4-6周(受气温影响大)

  适用范围

  适用于处理可生化性较好的废水,进水COD浓度允许达到1000-1500mg/L,进水SS宜≤100mg/L,按照处理要求不同分CN池、N池、P池,若无脱氮除磷要求可单独使用,是污水深度处理的理想工艺

  适用于处理可生化性较好的废水,进水COD浓度一般宜小于200mg/L,若进水COD浓度大于400-500mg/L,应增加回流设施,否则会出现厌氧现象,进水SS小于50mg/L,一般二级,最好和曝气池串联使用成为活性生物滤池以提高处理效率

  处理效率及出水

  BOD去除率大于90%,NH3-N去除率可大于90%,出水SS、BOD小于10mg/L,NH3-N可控制在1mg/L以下

  BOD去除率为70%-75%,NH3-N去除率50%-60%,出水BOD大于30mg/L

  优缺点

  综述

  有动力消耗,小于0.3kW/m3(以城市生活污水为例);

  可做成封闭式,不影响周围环境,无臭味产生;

  气水平行上向流,防止气泡在滤层中凝结,气水混合效果好,滤料不易堵塞,同时正压流避免滤池中沟流、短流现象产生,维护工作量小;

  受气温影响小,低温运行较稳定;

  滤层较高,同时上向流形成柱推流条件,可承受日常的日冲击负荷;

  出水水质好,加消毒剂消毒能回用;

  负荷高,占地少(为传统高负荷生物滤池的1/5)

  无动力消耗;

  周围环境差,有臭味,易出现池蝇、蟑螂,滋生苔藓,需隔周向池中投配游离氯(5mg/L),1-2周淹没一次;

  滤池容易形成泥穴、集水等,喷嘴易堵塞,需经常清洗喷嘴及通风道、扒松表面滤料、高压水冲洗甚至更换滤料,维护工作量大;

  受气温影响大,冬天处理效率低,甚至可能结冰,使得滤池失效,不宜建在室外;

  抗冲击负荷能力差;

  出水无法达到一级排放标准;

  处理负荷低,相对占地较大

  ① 1mH2O=9808.65Pa。

三、曝气生物滤池与其他处理工艺的比较

   

  不同处理工艺比较

  

  项目

  BAF工艺

  SBR工艺

  A2/O工艺

  投资费用

  土建工程

  无需二沉池,预处理配斜板沉淀池,效率高,土建量最小

  无需二沉池,池体一般较深,土建量较大

  土建量最大

  机电设备及仪表

  设备量稍大,自控仪表稍多

  设备闲置浪费大,自控仪表稍多

  设备投资一般

  征地费

  占地最小,是传统工艺的1/5-1/10,征地费最少

  占地稍小,征地费较多

  占地最大,征地费最多

  总投资

  最小

  较大

  最大

  运行费用

  水头损失

  约3-3.5m

  约3-4m

  约1-1.5m

  污泥回流

  不需污泥回流

  不需污泥回流

  100%-150%

  曝气量

  比活性污泥法低30%-40%

  与A2/O工艺基本相同

  大

  药剂量

  用于预处理,稍大

  较低

  较低

  处理后出水消毒

  出水水质好,一般不需过滤,消毒剂消耗最少

  一般需要过滤、消毒,消毒剂消耗较大

  一般需要过滤、消毒,消毒剂消耗较大

  电耗

  很小

  较高

  最高

  总运行成本

  较低

  较高

  最高

  工艺效果

  出水水质

  SS可达15mg/L以下

  BOD可达10mg/L以下

  COD可达40mg/L以下

  TKN可达15mg/L以下

  SS可达30mg/L以下

  BOD可达15mg/L以下

  COD可达100mg/L

  TKN可达15mg/L以下

  SS可达30mg/L以下

  BOD可达15mg/L以下

  COD可达100mg/L

  TKN可达15mg/L以下

  产泥量

  产泥量相对活性污泥法稍大,污泥稳定性稍差

  产泥量与A2/O工艺差不多,污泥相对稳定

  产泥量一般,污泥相对稳定

  有无污泥膨胀

  无

  容易产生,需加生物选择器来防止

  容易产生,需加生物选择器来防止

  流量变化的影响

  受过滤速度限制,有一定影响

  受每个处理单元的可接纳容积限制,有一定影响

  受沉淀速度限制,有一定影响

  冲击负荷的影响

  可承受日常的冲击负荷

  池容决定了承受冲击负荷的能力,较强

  池容决定了承受冲击负荷的能力,较强

  温度变化(低温)的影响

  滤池从底部进水,上部可封闭,水温波动小,低温运行较稳定

  处理效果受低温影响较大

  露天面积大,处理效果受低温影响较大

  运行管理

  自动化程度

  连续进水系统,可根据出水水质实现供氧量和反冲洗的自动调节和控制,自动化程度最高

  序批式进水系统,可实现供氧量和回流比的自动调节

  连续进水系统,可实现供氧量和回流比的自动调节

  日常维护和巡视

  设备和管道布置紧密,厂区面积小,采用穿孔管曝气,不堵塞,巡视简单

  设备闲置较多,微孔曝气头容易堵塞,维护量大

  厂区面积大,设备分散,微孔曝气头容易堵塞,维护巡视量最大

  大修

  滤池成组布置,数量较多,停一个滤池进行依次大修对出水水质和出水量影响很小

  需停一个SBR池进行依次大修,时间长,对处理水量和出水水质有影响

  需停一条线进行大修,时间长,对处理水量和出水水质有影响

  操作和管理人员人数

  很少

  较多

  较多

  扩建

  正常的增加处理量

  模块化结构,扩建容易,所需占地和土建工作量很小,工期很短

  池体为模块结构,扩建相对常规工艺容易,但所需占地和土建工程量大,工期较长

  由于为非模块结构,扩建时所有的沉淀池和曝气池均需增加个数,所需占地和土建工程量最大

  环境问题

  臭气问题

  生化部分可为封闭式,臭味对周围环境影响很小

  生化部分为敞开式,臭味对周围环境影响很大

  生化部分为敞开式,臭味对周围环境影响很大

  ① TKN为凯氏氮。

  不同处理工艺出水水质比较

  

  处理工艺

  BOD5

  /(mg/L)

  CODCr

  /(mg/L)

  NH3-N

  /(mg/L)

  N

  /(mg/L)

  P

  /(mg/L)

  SS

  /(mg/L)

  A2/O工艺

  15

  75

  5

  18

  1

  10

  SBR工艺

  <10

  <60

  <2

  <10

  <1

  <10

  BAF工艺

  <5

  <30

  <1

  <10

  <1

  <5

   

  不同处理工艺占地及投资、运行费比较

  

  处理工艺

  占地

  投资费

  运行费

  A2/O工艺

  100%

  100%

  100%

  SBR工艺

  60%

  90%-95%

  85%-90%

  BAF工艺

  25%

  75%

  60%

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