一(yī)、概述

曝氣生(shēng)物(wù)濾池，簡稱曝氣生(shēng)物(wù)濾池。是80年代末在法國OTV公司率先發展起來的一(yī)種新型污水處理技術，曝氣生(shēng)物(wù)濾池曝氣生(shēng)物(wù)濾池是一(yī)種新型的高負荷浸沒式固定生(shēng)物(wù)膜三相反應器，它集中(zhōng)了現有污水生(shēng)化處理兩類法：活性污泥法和生(shēng)物(wù)膜法各自的優點，并将生(shēng)化反應和物(wù)理過濾(即生(shēng)物(wù)降解去(qù)除BOD和固液分(fēn)離(lí)去(qù)除 SS)兩種處理過程合并在同一(yī)個反應器中(zhōng)完成。
曝氣生(shēng)物(wù)濾池特别适用于城鎮生(shēng)活污水的處理，處理出水滿足生(shēng)活雜(zá)用水水質标準，也可作爲工(gōng)業用水的前級水。

二、工(gōng)作原理和工(gōng)藝特點
  曝氣生(shēng)物(wù)濾池通常由粒狀的填料床組成，曝氣裝置安裝在填料床承托層或靠近它的地方，流過反應器的污水既可以是上流式也可以下(xià)流式，污水中(zhōng)的底物(wù)和充足的氧氣使濾料表面附着生(shēng)物(wù)膜。無論是生(shēng)活污水處理還是工(gōng)業廢水處理，曝氣生(shēng)物(wù)濾池比傳統的生(shēng)物(wù)處理工(gōng)藝具有占地小(xiǎo)，方便靈活的優點。
1、曝氣生(shēng)物(wù)濾池基本工(gōng)作原理
  曝氣生(shēng)物(wù)濾池工(gōng)藝類型和操作方式有多種，各具特點，但其基本原理是一(yī)緻的。曝氣生(shēng)物(wù)濾池處理污水的原理是反應器内填料上所附生(shēng)物(wù)膜中(zhōng)微生(shēng)物(wù)氧化分(fēn)解作用，填料及生(shēng)物(wù)膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物(wù)鏈分(fēn)級捕食作用，以及生(shēng)物(wù)膜内部微環境和厭(yàn)氧段的反硝化作用。
2、曝氣生(shēng)物(wù)濾池的工(gōng)藝特點
曝氣生(shēng)物(wù)濾池與活性污泥法相比，具有以下(xià)特點：
（1）具有更高的生(shēng)物(wù)濃度和更高的有機負荷。曝氣生(shēng)物(wù)濾池中(zhōng)采用的粗糙多孔的粒狀填料爲微生(shēng)物(wù)提供了更佳的生(shēng)長環境，易于挂膜及穩定運行，可在填料表面保持較多的生(shēng)物(wù)量，單位體(tǐ)積内微生(shēng)物(wù)量遠遠大(dà)于活性污泥中(zhōng)的微生(shēng)物(wù)量，高濃度的微生(shēng)物(wù)量使得曝氣生(shēng)物(wù)濾池的容積負荷增大(dà)，進而減少了池容積和占地面積，使基建費(fèi)用大(dà)大(dà)降低。
（2）占地面積小(xiǎo)。由于在曝氣生(shēng)物(wù)濾池中(zhōng)，處理效果與填料高度成正相關，因此可以通過增加填料高度來減少占地面積。曝氣生(shēng)物(wù)濾池的容積負荷很高，BOD5容積負荷可達到5-6kgBOD5/（m3/d），是常規活性污泥法或接觸氧化法的6-12倍。
（3）工(gōng)藝簡單，基建費(fèi)用低。由于填料的機械截留作用以及濾料表面的微生(shēng)物(wù)和代謝中(zhōng)産生(shēng)的粘性物(wù)質形成的吸附架橋作用，因此，可省去(qù)二沉池，進而降低基建費(fèi)用。
（4）受氣溫影響小(xiǎo)。由于曝氣生(shēng)物(wù)濾池爲半封閉或全封閉構築物(wù)，其生(shēng)化反應受外(wài)界溫度影響較小(xiǎo)，因此适合于寒冷地區進行污水處理。
（5）菌群結構合理。傳統的活性污泥法，微生(shēng)物(wù)的分(fēn)布相對均勻，而在曝氣生(shēng)物(wù)濾池中(zhōng)從上到下(xià)形成了不同的優勢生(shēng)物(wù)菌種，因此使得除C、硝化/反硝化能在同一(yī)個池子中(zhōng)發生(shēng)，簡化了工(gōng)藝流程。

（6）耐沖擊能力強。曝氣生(shēng)物(wù)濾池對有機負荷、水力負荷、溫度的變化不像活性污泥法那麽敏感。
（7）易于操作管理。 曝氣生(shēng)物(wù)濾池抗沖擊負荷能力強，耐低溫，無污泥膨脹之虞，可以避免微生(shēng)物(wù)流失，保持較高的微生(shēng)物(wù)量，因此，日常運行管理簡單，處理效果穩定。
（8）高質量的出水水質。

三、設備特點

1、占地少： (爲傳統活性污泥法的1/2-1/3)。
2、運行費(fèi)用低：水氣接觸時間長，氧傳遞效率高；水力停留時間短，氣水比低(2-5：1)。
3、生(shēng)物(wù)活性高：生(shēng)物(wù)膜保持較高的活性；生(shēng)物(wù)量大(dà)，處理效率高，水力停留時間爲30-120分(fēn)鍾。
4、生(shēng)物(wù)降解和吸附作用共存。
5、處理水質高：處理後污水可達回用水(工(gōng)業或雜(zá)用水)标準。
6、運行管理方便：便于實現自動控制，操作較簡單。 

四、适用範圍

系統配套高效反應器，可有效将類生(shēng)活污水及易降解廢水處理至回用标準。系統由布水系統，布氣系統，濾闆、濾頭、空氣擴散器、生(shēng)物(wù)陶粒以及附件構成。整套系統占地面積僅爲常規工(gōng)藝的1/3-1/4，特别适用于用地緊張的小(xiǎo)區、酒店(diàn)、大(dà)樓、旅遊區、城市景觀水補給，黑臭河道淨化等地方使用。

曝氣生(shēng)物(wù)濾池可廣泛用于水體(tǐ)富營養化、生(shēng)活污水、市政污水、生(shēng)活雜(zá)排水、食品加工(gōng)、釀造、化工(gōng)、制藥、印染等可生(shēng)化的污水和廢水處理。

五、曝氣生(shēng)物(wù)濾池的影響因素
1、運行方式對曝氣生(shēng)物(wù)濾池的影響
運行方式對曝氣生(shēng)物(wù)濾池的處理效能有着深刻的影響，針對曝氣生(shēng)物(wù)濾池的兩種不同運行方式進行研究，得出如下(xià)結論：
（1）上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池和下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池的挂膜時間分(fēn)别9天和10天，上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池的挂膜時間略低于下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池，而且兩種運行方式均呈現豐富的生(shēng)物(wù)相。
（2）上流式與下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池沿水流方向的COD去(qù)除率趨于穩定。上流式的曝氣生(shēng)物(wù)濾池的填料高度略低于下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池。
（3）上流式和下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池在填料高度對SS的去(qù)除表現出較高的去(qù)除率，而上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池出水的SS的去(qù)除率高于下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池。
（4）進水的SS是影響上流式和下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池運行周期的關鍵因素，建議對SS進行預處理，以延長運行周期。
（5）綜合各種污染物(wù)質的去(qù)除效果，上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池優于下(xià)流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池。
  将上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池用于城市污水的深度處理有着良好的處理效果，采用上流式曝氣生(shēng)物(wù)濾池處理城市生(shēng)活污水，即使在秋冬季節水溫較低時也能有效處理生(shēng)活污水，使其達标排放(fàng)。對于上流式兩段曝氣生(shēng)物(wù)濾池工(gōng)藝而言，原理是對兩個處理單元分(fēn)别曝氣，分(fēn)别強化反應器填料所附生(shēng)物(wù)膜中(zhōng)微生(shēng)物(wù)的氧化作用，在上升水流過程中(zhōng)填料和生(shēng)物(wù)膜的吸附阻留作用及生(shēng)物(wù)膜内部反硝化作用，達到了高效處理污水的目的。 
2、溫度對曝氣生(shēng)物(wù)濾池作用的影響
  生(shēng)物(wù)膜是整個曝氣生(shēng)物(wù)濾池水處理構築物(wù)的核心，良好生(shēng)物(wù)膜是生(shēng)物(wù)膜反應器穩定運行的基礎。
  在曝氣生(shēng)物(wù)濾池中(zhōng)以養微生(shēng)物(wù)能有效地形成生(shēng)物(wù)膜，但受到低溫的限制。經過一(yī)段時間的饑餓後，重新獲得營養物(wù)質時生(shēng)物(wù)濾池内的硝化細菌活性和生(shēng)長能得到一(yī)些恢複，但低溫或異養菌的生(shēng)長對其有抑制作用。低溫下(xià)生(shēng)物(wù)可利用有機基質濃度不受限制時異養細菌生(shēng)物(wù)量增加仍然很快，而生(shēng)物(wù)可利用有機基質濃度成爲限制因子時，異養細菌生(shēng)物(wù)量增加雖然仍能有所增加，但增加緩慢(màn)；當NH+4-N濃度不是硝化細菌生(shēng)物(wù)量增加的限制因子，硝化細菌生(shēng)物(wù)量增加仍受低溫的嚴重限制，硝化細菌生(shēng)物(wù)量雖然有所增加，但增加很緩慢(màn)；相應基質濃度不受限制時，低溫對硝化細菌生(shēng)物(wù)量增加的限制作用更顯著。
曝氣生(shēng)物(wù)濾池中(zhōng)溫度對硝化作用的影響，尤其對短程硝化反硝化作用的影響不同與懸浮生(shēng)長反應器。這是由于在曝氣生(shēng)物(wù)濾池反應器中(zhōng)溶質的擴散傳遞而不是動力學特性是硝化作用的控制因素。在試驗中(zhōng)發現20℃是臨界溫度，當溫度低于20℃時，反應器的氨氮去(qù)除率較低（僅爲進水氨氮的25%），而溫度爲20℃時，氨氮去(qù)除率上升到68%左右，但随溫度的進一(yī)步提高氨氮去(qù)除率增長緩慢(màn)。采用兩級曝氣生(shēng)物(wù)濾池在低溫下(xià)處理水庫入庫水的探索性試驗，表明有機物(wù)和氨氮的去(qù)除受到了低溫的嚴重抑制，亞硝酸鹽轉化成硝酸鹽不再是完全硝化反應的限制步驟。
3、反沖洗對曝氣生(shēng)物(wù)濾池作用的影響
  曝氣生(shēng)物(wù)濾池集生(shēng)物(wù)膜的強氧化降解能力和濾層截留效能于一(yī)體(tǐ)，是一(yī)種适合大(dà)規模回用、高效、低耗的污水再生(shēng)工(gōng)藝，而運行一(yī)定時間後，濾層需要通過反沖洗進行再生(shēng)，反沖過程要求達到釋放(fàng)截留的懸浮物(wù)，不損害并更新生(shēng)物(wù)膜的多重目的，因此，反沖洗是保證曝氣生(shēng)物(wù)濾池運行效能的關鍵步驟。客觀的講，反沖過程沒有太多的理論依據，基本是從再生(shēng)效果考慮的，既要恢複過濾能力，又(yòu)要保證填料表面仍附着有足夠的生(shēng)物(wù)體(tǐ)，使濾池能滿足下(xià)一(yī)周期淨化處理要求。此外(wài)，曝氣生(shēng)物(wù)濾池的反沖洗污泥具有較好的生(shēng)物(wù)絮凝活性，利用該反沖洗污泥混合液作爲生(shēng)物(wù)絮凝劑對生(shēng)活污水進行強化混凝預處理。
  反沖濾層的運動狀态可分(fēn)解爲3個階段：反沖開(kāi)始的濾層變速膨脹階段、濾層懸浮平衡階段和後期的懸浮濾層沉降階段，由于第一(yī)階段的特征是濾層變速膨脹，顆粒擁擠上升，碰撞摩擦劇烈，再加上反沖氣/水的剪切、摩擦作用使濾料淨化效率最高；而第2和第3階段顆粒碰撞摩擦的機會極少使碰撞摩擦作用減弱，而且反沖氣/水對濾料的剪切和摩擦強度也會由于濾層處于平衡狀态而有所降低，因此沖洗效果主要取決于第1階段。  

六、曝氣生(shēng)物(wù)濾池的注意事項
1、曝氣生(shēng)物(wù)濾池的進水SS不能過高。

如果進水SS較高，會使濾池在短時間内達到設計的水頭損失，發生(shēng)堵塞，這樣就必然導緻頻(pín)繁的反沖洗，增加了運行費(fèi)用與管理的不便。爲使之在較短的水力停留時間内處理較高的有機負荷并具有截留SS的功能，曝氣生(shēng)物(wù)濾池采用的填料粒徑一(yī)般都比較小(xiǎo)。根據國外(wài)的運行經驗，進水的SS一(yī)般不超過100mg/L，最好控制在60mg/L以下(xià)。
2、污水提升泵機的揚程高。

采用曝氣生(shēng)物(wù)濾池，其過濾水頭損失大(dà)，故污水提升所需泵機的揚程高。曝氣生(shēng)物(wù)濾池雖具有截留SS，代替二沉池的功能，但同時伴随着的是其水頭損失較大(dà)。一(yī)般來說，水頭損失根據具體(tǐ)情況，每一(yī)級爲1～2m，這樣就在整體(tǐ)上加大(dà)了水的總提升高度。
3、設置污泥緩沖池

采用曝氣生(shēng)物(wù)濾池工(gōng)藝，在反沖洗操作過程中(zhōng)短時間内水力負荷較大(dà)，反沖洗出水直接回流到初沉池，初沉池會受到較大(dà)水力沖擊負荷的影響。因此，從保證穩定運行角度來看，有必要設置污泥緩沖池。