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清泉知识课堂---曝气生物滤池(BAF)简介

曝气生物滤池(BAF)是从给水滤池发展而来,因此要从滤池的发展说起。给水处理领域原来只有下向流滤池,是由于上向流滤池在工程应用上存在一系列问题没有解决,如滤料冲洗不干净、滤床易板结、水力穿透、跑滤料等等,但是下向流滤池纳污能力差,污水处理领域只能采用上向流滤池。

一、           滤池发展简史

1、  滤池1.0时代

1804年,英国首次记载了慢砂滤池,慢滤池(slowfilter)也称表层过滤,主要利用顶部的滤膜截留悬浮固体,同时发挥微生物对水质的净化作用。这种滤池生产水量少、滤速慢(10m/d)、占地大。

2、  滤池2.0时代

1885年,在美国现出了第一座普通快滤池,快速过滤采用过滤和反冲洗两个步骤,实现截留悬浮固体和清洗滤层,相比于慢砂滤池,其滤速提高了几十倍,大大提高了产水量。但反冲洗采用单水冲洗,滤料清洗不彻底,反冲洗周期短,反洗水量大。

3、  滤池3.0时代

1972年,法国得利满公司发明了V型滤池,采用先进的气水联合反冲洗工艺和均质滤料,在快滤池的基础上引入了压缩空气进行反冲洗,滤料清洗比较彻底,改善了过滤性能,提高了滤层的截污能力。但V型滤池存在反冲洗滤料易流失,表面扫洗水耗量大的问题。

4、  滤池4.0时代

曝气生物滤池(biological aerated filter),简称BAF,该工艺是20世纪90年代初开发出来的新型微生物附着污水处理技术,是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺,广泛应用于污水深度、微污染水源等水处理领域。曝气生物滤池处理效果良好,但存在滤头易堵塞、滤床易板结、滤料易流失等问题。

5、  滤池5.0时代

深圳清泉的上向流滤池及无堵塞曝气生物滤池2005年首次成功应用于新疆乌鲁木齐第五水厂及甘肃酒泉市污水处理厂,开启了滤池5.0时代。不同于常规的重力式下向流滤池,深圳清泉的上向流滤池采用独特的配水配气系统、具有发明专利的反冲洗方法,使得滤料清洗更加彻底,不存在堵塞、板结、流失等问题,具有纳污能力强、反洗周期长、过滤速度快等优点。

二、常规BAF结构及特点

    BAF滤池底部设有进水和排泥管,中上部是填料层,厚度一般为1.5~3.5m。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。

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      图1  BAF池结构示意图

   滤池供气系统分两套管路,置于填料层内的工艺空气管用于工艺曝气(主要由曝气风机提供增氧曝气),并将填料层分为上下两个区:上部为好氧区,下部为缺氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求,填料层的高度不同,好氧区、厌氧区所占比例也相应变化;滤池底部的空气管路是反冲洗空气管。

BAF最大的特点是集生物氧化和截留悬浮物于一体,节省了后续二次沉淀池,能高效去除有机物和氨氮。具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,占地、基建投资少,出水水质好的优点。

三、常规BAF工艺的局限性

常规曝气生物滤池处理效果好,但随着该工艺的运行,滤池易堵塞、填料易板结和易流失等问题逐渐暴露出来。这些问题直接影响了污水处理厂的运行,进而制约了该工艺的推广应用。

常规的曝气生物滤池在实际应用中普遍存在的问题如下:

1)对原水SS要求苛刻,滤头滤板的配水方式发生堵塞现象,滤池检修维护工作量较大;

2)反冲洗强度不容易控制反洗强度太强,好的生物膜被破坏,反洗后生物膜恢复时间长。反洗强度不足滤料洗不干净,滤床容易堵塞;

3)对工艺设备及自动控制等要求高,如果缺乏有机整合,将严重影响工艺优势的发挥;

4)滤池反冲洗效果不好,滤料发生板结、沟流等现象。

四、清泉创新无堵塞曝气生物滤池

针对常规曝气生物滤池容易出现的问题,深圳清泉结合自身丰富的设计及施工经验开发了专利工艺无堵塞曝气生物滤池。其主要特点为:

1)采用专门设计的配水配气系统无需单独设置曝气设备,无需维护;

2)无堵塞曝气生物滤池采用闭池反冲洗,有效避免滤料流失,同时反冲洗强度不需要太强但老化生物膜排放更彻底;

3)采用逆向排污+空气摩擦+气水联洗的冲洗方式,合理控制冲洗强度和过程的交替,在低膨胀率的情况下,实现滤料间的适度摩擦,在实现滤料清洁的同时,又降低对生物膜的破坏。

深圳清泉研发的无堵塞曝气生物滤池及其成套设备,于20057月通过了国家科技成果鉴定。随后无堵塞曝气生物滤池污水资源化技术、成套设备申请了国家科技部2005年创新基金。经过严格的评审后,深圳清泉与国家科技部于200512月签定了科技创新合同,获得了创新基金的资。无堵塞曝气生物滤池亦已获得国家发明专利,专利号为ZL200510033319.5

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         图2 无堵塞曝气生物滤池相关证书

五、智能模块化水处理装备---BAF曝气生物滤池模块)

BAF模块是深圳清泉根据无堵塞曝气生物滤池工艺技术开发的专利产品(专利号ZL2005100333195):

Ø  主要组成设备

火山岩/陶粒滤料、多功能滤管、曝气风机、反洗风机、反洗水泵。

Ø  主要设计参数

停留时间:40 min~60 minBAF-C),30 min~45 minBAF-N

反洗参数:气洗强度:12~14L/(s∙m2),单水洗强度:6~9L/(s∙m2)

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Ø  水头损失:1.5m~2.5m

Ø  产品选型

BAF模块,包括BAF-C碳化池模块、BAF-N硝化池模块和BAF-CN碳化硝化模块,根据水量大小可自主组合模块数量。

Ø  进水水质要求

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池模块指标去除率:COD ≥90%

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Ø  BAF-N池模块指标去除率:NH3-N ≥90%

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Ø  BAF-CN池模块指标去除率:COD ≥80%NH3-N ≥80%

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