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清泉知識課堂---曝氣生物濾池(BAF)簡介

曝氣生物濾池(BAF)是從給水濾池發展而來,因此要從濾池的發展說起。給水處理領域原來隻有下向流濾池,是由於上向流濾池在工程應用上存在一係列問題沒有解決,如濾料衝洗不幹淨、濾床易板結、水力穿透、跑濾料等等,但是下向流濾池納汙能力差,汙水處理領域隻能采用上向流濾池。

一、           濾池發展簡史

1、  濾池1.0時代

1804年,英國首次記載了慢砂濾池,慢濾池(slowfilter)也稱表層過濾,主要利用頂部的濾膜截留懸浮固體,同時發揮微生物對水質的淨化作用。這種濾池生產水量少、濾速慢(10m/d)、占地大。

2、  濾池2.0時代

1885年,在美國現出了第一座普通快濾池,快速過濾采用過濾和反衝洗兩個步驟,實現截留懸浮固體和清洗濾層,相比於慢砂濾池,其濾速提高了幾十倍,大大提高了產水量。但反衝洗采用單水衝洗,濾料清洗不徹底,反衝洗周期短,反洗水量大。

3、  濾池3.0時代

1972年,法國得利滿公司發明了V型濾池,采用先進的氣水聯合反衝洗工藝和均質濾料,在快濾池的基礎上引入了壓縮空氣進行反衝洗,濾料清洗比較徹底,改善了過濾性能,提高了濾層的截汙能力。但V型濾池存在反衝洗濾料易流失,表麵掃洗水耗量大的問題。

4、  濾池4.0時代

曝氣生物濾池(biological aerated filter),簡稱BAF,該工藝是20世紀90年代初開發出來的新型微生物附著汙水處理技術,是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝,廣泛應用於汙水深度、微汙染水源等水處理領域。曝氣生物濾池處理效果良好,但存在濾頭易堵塞、濾床易板結、濾料易流失等問題。

5、  濾池5.0時代

深圳清泉的上向流濾池及無堵塞曝氣生物濾池2005年首次成功應用於新疆烏魯木齊第五水廠及甘肅酒泉市汙水處理廠,開啟了濾池5.0時代。不同於常規的重力式下向流濾池,深圳清泉的上向流濾池采用獨特的配水配氣係統、具有發明專利的反衝洗方法,使得濾料清洗更加徹底,不存在堵塞、板結、流失等問題,具有納汙能力強、反洗周期長、過濾速度快等優點。

二、常規BAF結構及特點

    BAF濾池底部設有進水和排泥管,中上部是填料層,厚度一般為1.5~3.5m。填料層底部與濾池底部的空間留作反衝洗再生時填料膨脹之用。

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      圖1  BAF池結構示意圖

   濾池供氣係統分兩套管路,置於填料層內的工藝空氣管用於工藝曝氣(主要由曝氣風機提供增氧曝氣),並將填料層分為上下兩個區:上部為好氧區,下部為缺氧區。根據不同的原水水質、處理目的和要求,填料層的高度不同,好氧區、厭氧區所占比例也相應變化;濾池底部的空氣管路是反衝洗空氣管。

BAF最大的特點是集生物氧化和截留懸浮物於一體,節省了後續二次沉澱池,能高效去除有機物和氨氮。具有容積負荷、水力負荷大,水力停留時間短,占地、基建投資少,出水水質好的優點。

三、常規BAF工藝的局限性

常規曝氣生物濾池處理效果好,但隨著該工藝的運行,濾池易堵塞、填料易板結和易流失等問題逐漸暴露出來。這些問題直接影響了汙水處理廠的運行,進而製約了該工藝的推廣應用。

常規的曝氣生物濾池在實際應用中普遍存在的問題如下:

1)對原水SS要求苛刻,濾頭濾板的配水方式發生堵塞現象,濾池檢修維護工作量較大;

2)反衝洗強度不容易控製反洗強度太強,好的生物膜被破壞,反洗後生物膜恢複時間長。反洗強度不足濾料洗不幹淨,濾床容易堵塞;

3)對工藝設備及自動控製等要求高,如果缺乏有機整合,將嚴重影響工藝優勢的發揮;

4)濾池反衝洗效果不好,濾料發生板結、溝流等現象。

四、清泉創新無堵塞曝氣生物濾池

針對常規曝氣生物濾池容易出現的問題,深圳清泉結合自身豐富的設計及施工經驗開發了專利工藝無堵塞曝氣生物濾池。其主要特點為:

1)采用專門設計的配水配氣係統無需單獨設置曝氣設備,無需維護;

2)無堵塞曝氣生物濾池采用閉池反衝洗,有效避免濾料流失,同時反衝洗強度不需要太強但老化生物膜排放更徹底;

3)采用逆向排汙+空氣摩擦+氣水聯洗的衝洗方式,合理控製衝洗強度和過程的交替,在低膨脹率的情況下,實現濾料間的適度摩擦,在實現濾料清潔的同時,又降低對生物膜的破壞。

深圳清泉研發的無堵塞曝氣生物濾池及其成套設備,於20057月通過了國家科技成果鑒定。隨後無堵塞曝氣生物濾池汙水資源化技術、成套設備申請了國家科技部2005年創新基金。經過嚴格的評審後,深圳清泉與國家科技部於200512月簽定了科技創新合同,獲得了創新基金的資。無堵塞曝氣生物濾池亦已獲得國家發明專利,專利號為ZL200510033319.5

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         圖2 無堵塞曝氣生物濾池相關證書

五、智能模塊化水處理裝備---BAF曝氣生物濾池模塊)

BAF模塊是深圳清泉根據無堵塞曝氣生物濾池工藝技術開發的專利產品(專利號ZL2005100333195):

Ø  主要組成設備

火山岩/陶粒濾料、多功能濾管、曝氣風機、反洗風機、反洗水泵。

Ø  主要設計參數

停留時間:40 min~60 minBAF-C),30 min~45 minBAF-N

反洗參數:氣洗強度:12~14L/(s∙m2),單水洗強度:6~9L/(s∙m2)

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Ø  水頭損失:1.5m~2.5m

Ø  產品選型

BAF模塊,包括BAF-C碳化池模塊、BAF-N硝化池模塊和BAF-CN碳化硝化模塊,根據水量大小可自主組合模塊數量。

Ø  進水水質要求

BAF-C池:COD≤200mg/LSS≤60mg/L

BAF-N池:NH3-N≤40mg/LSS≤40mg/L

BAF-CN池:COD≤150mg/LNH3-N≤30mg/LSS≤60mg/L

Ø  BAF-C池模塊指標去除率:COD ≥90%

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Ø  BAF-N池模塊指標去除率:NH3-N ≥90%

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Ø  BAF-CN池模塊指標去除率:COD ≥80%NH3-N ≥80%

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