BAF濾池

2023年12月31日發(作者：日月潭板書設計)

BAF濾池

曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter）簡稱BAF，是80年代末在歐美發展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質）的作用，其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節省了后續沉淀池(二沉池)，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好：運行能耗低，運行費用省。

一、基本原理

BAF生物曝氣濾池，主要由顆粒生物填料床、曝氣系統、反沖洗系統三部分組成。

顆粒狀生物濾料（陶粒），表面粗糙，比表面積大，并滲入活性酶在濾料上附著生長高濃度的專性微生物膜，這些專性微生物以污水中的有機物作為氮源、碳源及能量來源而生長繁殖，通過其新陳代謝降解水中的污染物。

污水自上而下進入生物曝氣濾池，空氣從填料床下端進入，在濾料空隙間曲折上升，與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸，在好氧條件下發生氣、液、固三相反應。由于生物膜附著在濾料上，不受泥齡限制，因而種類豐富，對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、攔截在濾料表面，作為降解菌的營養基質，加速降解菌形成生物膜，生物膜又進一步“俘獲”基質，將其同化、代謝、降解。在碳氧化／硝化合并處理時，靠近濾池進水口的濾層段內有機污染濃度高，異養菌群占絕對優勢，大部分BOD5在此得以降解，濃度逐漸降低。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼起過濾的作用。隨著處理過程的進行，存濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥。這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，還起到了很好的吸附過濾作用，從而能使有機物及懸浮物均能得到比較徹底的清除。

在濾池運行過程中，隨著生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜及濾料上截留的雜質不斷增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，到一定時期，需對濾

料進行反沖洗。BAF生物曝氣濾池以其儲存在加氯消毒池中清澈的出水作為反沖用水，不另設反沖水池，反沖洗廢水通過排水管回流到一級處理設施。

二、技術關鍵

BAF生物曝氣濾池是一種高負荷、淹沒式、固定式生物膜三相反應器。它兼有活性污泥法和生物膜法兩者的優點，集生物氧化、吸附、過濾于一體，處理后的污水各項指標可達到回用水標準。

關鍵技術

1．優選生物濾料，選材與粒徑匹配；

2.采用合理的工藝技術參數

3.大阻力反沖洗布氣布水系統；

4.濾料滲入活性酶；

5.硝化的同時，具有反硝化功能，硝化效率顯著。

典型規模

5 000 t/d

主要技術指標及條件

一、技術指標

1.進水水質：CODcr≤1 000 mg／L BOD5≤2OO mg/L

SS≤400 mg/L NH3-N≤lOOmg/L。

2．出水水質：CODcr≤50 mg/L BOD5≤10 mg／L

ss≤10 mg/L NH3-N≤5 mg/L

達到生活雜用水水質標準。

二、工藝條件要求

水溫：10—40℃ pH: 6—9

COD:≤1000 mg/L 汽水比：(3～5)：1

BOD5負荷：2.0—5. 5 kg/( m3·d)，NH3-N負荷：0. 35—0. 7 kg/( m3·d)

生化部分停留時間：生活污水1—1.5 h；工業廢水深度處理2—2.5 h

反沖洗周期；2—10 d（視進、出水要求定）

反沖強度：水為4-8L (m2．s)，汽為8—18L/ (m2．s)

濾料：材質輕質陶粒，平均粒徑5—10 mm,耐壓強度1～4 MPa

Si02：>62%，裝填高度：15～2. 5 m

主要設備及運行管理

一、主要設備

格柵、提升泵、初沉池、BAF生物曝氣濾池、風機、電控柜。

二、運行管理

實行自動化運行。處理量為5 000 t/d的污水處理工程只需1人兼管即可確保系統安全穩定地運行。

投資效益分析(使用者)

一、投資情況

總投資 500萬元

其中，設備投資 300萬元

主體設備壽命 15年

適行費用 31萬元／a

二、經濟效益分析

反沖洗周期，減少清洗時間和清洗時用的氣水量。

· 濾料層對氣泡的切割作用使氣泡在濾池中的停留時間延長，提高了氧的利用率。

· 由于濾池極好的截污能力，使得BAF后面不需要再設二次沉淀池。

· 整套系統采用PLC控制，自動化程度高。

三、 工藝介紹

曝氣生物濾池工藝原理曝氣生物濾池(BAF，Biological Aerated Filter)也叫淹沒式曝氣生物濾池。國外從20世紀初開始進行研究，于80年代末基本成型，后不斷改進，并已開發出多種形

式。在開發過程中，充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物，定期反沖洗等特點于一體。

曝氣生物濾池工藝是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，其基本原理是：在濾池中裝填一定量粒徑較小的顆粒狀濾料，濾料表面附著生長生物膜，濾池內部曝氣。污水流經時，污染物、溶解氧及其它物質首先經過液相擴散到生物膜表面及內部，利用濾料上高濃度生物膜的強氧化降解能力對污水進行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時，因污水流經時，濾料呈壓實狀態，利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；運行一定時間后，因水頭損失的增加，需對濾池進行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖洗過程。

曝氣生物濾池工藝作為一種新型生物處理技術，從誕生至今經歷了一段快速發展的過程，最初僅用于污水的三級處理，后發展成直接用于二級處

理，現在已經應用到水體富營養化控制，中水回用和微污染水、高濃度廢水、城市生活污水處理等各個領域，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體功能于一身，節省了后續二沉池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。

根據污水在濾池運行中過濾方向不同，曝氣生物濾池可分為上向流和下向流濾池，但池型結構基本相同，其主體都是由濾池池體、濾料層、承托層、布水系統、布氣系統、反沖洗系統、出水系統、管道和自控系統組成。上向流曝氣生物濾池在結構上采用氣水平行上向流態，同時采用強制鼓風曝氣技術，使氣、水得到極好的均分，防止了氣泡在濾料中的凝結，氧氣利用率高且能耗低；同時，采用氣水平行上向流，使空間過濾作用能被更好地運用，空氣能將污水中的懸浮物帶入濾床深處，在濾池中得到高負荷、均勻的固體物質，延長反沖洗周期，減少清洗時間和清洗需水、氣量。早期曝氣生物濾池應用形式大多采用下向流，近些年來由于下向流形式的諸多缺陷以及上向流形式的眾多優點在應用中被證實，上向流曝氣生物濾池的應用和研究也因此逐漸成為

主流。

曝氣生物濾池（BAF）工藝原理及印染廢水 深度處理中應用

時間：2010-3-19 20:43:47 | 來源：中國印染化學品網 | 瀏覽次數：256

曝氣生物濾池（BAF）工藝原理及印染廢水 深度處理中應用

梅巍 許峰

（1、哈爾濱市市政工程研究院，黑龍江哈爾濱150001 2、嘉善環保局,浙江嘉善314100）

摘要：本文介紹了曝氣生物濾池的工藝原理和應用現狀，在此基礎上，結合印染廢水深度處理的特點，給出了應用曝氣生物濾池處理印染廢水的 組合工藝。

關鍵詞：曝氣生物濾池；印染廢水；

深度處理；組合工藝

曝氣生物濾池（Biological Aerated

Filter簡稱 BAF）是20世紀80年代末90年代初在普通生物 濾池的基礎上，借鑒給水濾池工藝而開發的污水處 理新工藝，最初用于污水的三級處理，后發展成直 接用于二級處理。自80年代在歐洲建成第一座曝 氣生物濾池污水處理廠后，曝氣生物濾池已在歐美 和日本等發達國家廣為流行，目前世界上已有數百 多座大大小小的污水處理廠采用了這種技術。隨著 研究的深入，曝氣生物濾池從單一工藝逐漸發展成 綜合工藝，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮除 磷、除去AOX的作用。

1關于曝氣生物濾池

1.1曝氣生物濾池工藝原理

盡管曝氣生物濾池池體類型以及運行方式有 多種多樣，各有特點，但其基本原理是都是以過濾 為主體的生化處理工藝，通常由配水系統、曝氣系 統、粒狀的填料床、出水、反洗水收集系統以及自控 系統等組成。曝氣生物濾池實質是一種生物膜法， 即在曝氣池中填充生物填料，利用填料表面附著的 生物膜降解水

中污染物的處理單元。由于所選填料 自身的特點，填料表面容易附著生物膜。生物膜中 生長著眾多種屬和數量的微生物，有好氧菌、兼氧

菌、厭氧菌，所以曝氣生物濾池對水中的各種有機 物都有一個很好的去除作用，同時對氨氮也有很高 的去除效率。

1.2曝氣生物濾池研究應用現狀

曝氣生物濾池可分為上向流和下向流兩種，早 期曝氣生物濾池多采用下向流，如BIOCARBON1[。] 現在多采用上向流方式（即采用氣水同向流），使布 水、布氣更加均勻，同時在水氣上升過程中可把底 部截留的SS帶入濾池中上部，增加了濾池的納污 能力，延長了工作周期。目前，上向流曝氣生物濾池 有BIOFOPR、BIOSTYR、COLOX、Deepbed、BIOP－ UR等多種形式[2，]其中BIOFOPR和BIOSTYR應 用較為廣泛。作為在20世紀80年代末在歐美發展

起來的一種新型污水處理技術，國內外學者在BAF 工藝處理方面做了大量的工作，對其濾料選擇、硝 化反硝化脫氨氮、除磷、動力學機理以及反沖洗等 各個方面都作了深入的研究。

濾料的合理選擇往往關系到BAF的處

理效 果。等用天然沸石作濾料對紡織廢水進 行處理，效果明顯好于砂礫，原因歸結于天然沸石 具有更強的陽離子交換能力和更大的比表面積3[。] 田文華等以沸石濾料為例，研究了濾料粒徑對曝氣 生物濾池硝化性能的影響。研究表明，濾料粒徑為 2~3mm的比4~5mm的對氨氮的去除率高。在溫度 為20℃時，前者的硝化速率常數比后者高63.1%， 同一條件下的硝化強度也高39.7%4[。] 在曝氣生物濾池降解氨氮方面，等的 實驗結果表明，在溫度為22℃、氨氮負荷2.5 kg/ (m3·d)條件下，BAF對氨氮的去除率可達90％以上 5[] 。在此后的實驗中，等比較了前置反硝化和 后置反硝化的優劣，指出反硝化過程最佳濾速為

10~15m/h[6。]-Polanco等（2000）研究了硝化曝 氣生物濾池中異氧菌和硝化菌的空間分布情況，發 現硝化細菌、亞硝化細菌在反應器中的空間分布與 CODcr濃度有關，呈現明顯的分區分布[7。]馬軍等 （2003）研究了曝氣生物濾池中亞硝酸鹽的積累及影響因子，在反應器中發現了明顯的亞硝酸鹽的積 累現象，并表現出顯著的短程硝化反硝化特征8[。] 在曝氣生

物濾池除磷方面，mna等 人的研究結果顯示，對上流式BAF對TP的去除率 大致為26%，要進一步提高除磷效果需通過化學沉 淀或厭氧好氧交替促進磷的過剩吸收9[。]Gnocalves

等進行BAF同步脫氮除磷的研究時發現，進水方

式對磷去除效果沒有差異性影響[10。]等發現 利用BAF反硝化脫氮時，如利用水解污泥或水解 固體廢物作外加碳源，可同時去除比微生物生長需 要高3倍的磷。文獻報道有機物和磷的去除是由于 生物吸附和生物積累作用的結果1[1。]同步生物除磷 脫氮效能較低一直是曝氣生物濾池的缺點之一，因 此在這方面取得突破是研究的重要方向。 在BAF的動力學研究方面在BAF的動力學 研究方面。等通過對BAF處理合成碳 水化合物廢水的研究，提出了一種理論模型，他們 認為底物利用速率是底物濃度的雙曲線函數，固體 停留時間是水力停留時間、有機物負荷及沖洗因子 (washout

factor)的函數1[2。]

2印染廢水深度處理工藝

目前印染廢水深度處理可選擇的工藝方法主 要有：物理化學法、高級氧化法、生物

法等。

2.1物理化學法

吸附法是目前物化法中最常用的去除水中污 染物的方法。這種方法是將活性炭、粘土等多孔物 質的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆 粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質被吸附在 多孔物質表面上或被過濾除去。常用的吸附劑主要 有活性炭、吸附樹脂、硅藻土等，目前在印染廢水深 度處理方面主要利用活性炭。膜分離的方法是一種 新興的高效分離、濃縮、提純和凈化的技術。隨著膜 技術的發展，膜在印染廢水深度處理中的應用也會

越來越多。目前膜工藝應用到實際中主要障礙是： 投資和運行費高，易發生堵塞，需要高水平的預處 理和定期的化學清洗，還存在濃縮物的處理問題。

2.2高級氧化法

化學法主要有混凝、高級氧化和電化學等方 法。化學氧化法印染廢水處理應用的氧化劑很多， 常用的是臭氧(O3)和H2O2/Fenton。研究表明，O3能迅 速而廣泛地氧化分解水中的大部分有機物。光催化 氧化技術利用強氧化劑

如Fenton、O3、H2O2等在 UV輻射下產生具有強氧化能力的HO·來處理廢 水，常見的光催化氧化技術有UV/Fenton、UV/O3、 Uv/H2O2等。采用光敏化半導體為催化劑處理有機 廢水是近年來研究較多的一個分支。光敏化氧化以 光敏化半導體為催化劑，大多采用TiO2為代表的 鈦系半導體觸媒或貴金屬催化劑。

2.3生物法

生物技術不僅應用于印染廢水的二級處理中， 還可以作為印染廢水的深度處理技術。目前，研究 熱點是針對二級出水中污染物大都是難生物降解 的特點，開發出新型反應器，以進一步降低二級出 水中的CODCr濃度和色度色度。

3曝氣生物濾池應用于印染廢水深度處理工 藝

根據曝氣生物濾池的特點，結合印染廢水的特 性及深度處理要求，組合的處理工藝如下：①二級處理尾水→氣浮→曝氣生物濾池→排放。②二級 處理尾水→氣浮→曝氣生物濾池→過濾→排放（回 用）。③二級處理尾水→氣浮→臭氧氧化→曝氣生 物濾池→多級過濾→離子

交換→回用。 組合工藝①主要適用不能穩定達標或標準要 求提高后的深度處理工藝，組合工藝②為標準要求 提高或回用標準要求較低的深度處理工藝，組合工 藝③為工藝回用水標準要求的深度處理工藝。 組合工藝的氣浮單元主要是去除廢水中的 SS，這是應用曝氣生物濾池必須注意的環節；曝氣 生物濾池后的濾單元，也主要是去除SS，其目的則 是為后續單元創造條件。

4結語。在應用以曝氣生物濾池為主體的印染 廢水深度處理工藝中，一定要根據尾水特點和最終 要求，選擇合適的組合工藝。由于曝氣生物濾池的 優越性，有理由相信其會在今后的設計工藝中越來 越多的被采用

曝氣生物濾池設計與施工的若干問題

黃 宇 萍

（東莞市科達環保工程有限公司）

摘 要∶曝氣生物濾池是一種新型的水處理工藝，兼具生物膜法和活性污泥法的許多優點。結合工程實踐，從主要參數、池型選擇、濾板濾梁、濾頭與開孔率、承托層、空氣壓縮系統、濾頭防堵、土建質量、空氣管道吹掃以及調試等方面討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設計與施工過程應注意的問題。

關鍵詞∶曝氣生物濾池；污水處理；上向流；設計；施工

Problems on Design and Construct of the

Biological Aerated Filter

HUANG Yu – ping

(Kerda Enviromental Protection Engineering

. in Dongguan City)

Abstract：Biological aerated filter is a

kind of new-type water treatment process ,

which has many advantages of biological film

technology and activated sludge process .

Combining the project to practice , the

problems which should be concerned in

designing and constructing Up-flow

Biological Aerated Filter (UBAF) in

wasterwater treament are discusd from the

main paraments , the pool type chon ,

filter hoard and filter roof , filtere head

and its porosity , supporting layer , air

compressor system , preventing filter head

from being clogged , civil constructing

quality , air conduit purge , and adjusts to

try .

Keyword：biological aerated filter ;

wasterwater treament ; up-flow ; design ;

construct

曝氣生物濾池是二十世紀八十年代后期開發的一種污水處理新工藝，1990年法國OTV公司建造了世界第一座曝氣生物濾池，稱之為“淹沒式固定生物膜曝氣濾池”。由于它克服了活性污泥法占地面積大、易散發臭氣及運行不穩定等缺點而備受關注。目前全世界建成運行的曝氣生物濾池已達幾百座。它屬于生物膜法的范疇，又兼具有活性污泥法某些特點。濾池內放置

直徑只有幾個毫米的多孔濾料作為生物群落的附著繁殖介質，通過設在濾層下面的配氣系統（也有置于濾層中間者）向生物群落供氣（氣源為鼓風機）。對污水的凈化除主要依靠濾料上的生物膜外，濾層內還截留了大量類似活性污泥的懸浮生物，對污染物質也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進水池頂出水，有的也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池的頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統。輕質多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負荷可以很高，濾池面積可大大縮小。由于水流方向與濾料壓密方向一致，可同時完成生物接觸氧化與固液分離，通常可省去后續的二沉池。隨著過濾進程，生物膜不斷增厚、老化、脫落，濾層截留的懸浮物也逐漸增多，過濾阻力同步增加，需定期進行反沖洗以恢復其凈化能力。沖洗方式為三段式氣水反沖洗，即先氣洗，氣水聯合沖洗然后單獨水洗。反洗空氣由鼓風機通過池底的配氣系統提供。反洗水流方向則自上而下（上向流濾池）或自下而上（下向流濾池）。上向流濾池的沖洗水貯存于濾板之上，利用同組

濾池的出水進行重力沖洗，不需要沖洗水泵。近年來我國建設了若干座上向流曝氣生物濾池（UBAF），形式有所變化，其構造類似給水V型濾池。配水配氣系統設于濾池底部，采用鋼筋混凝土濾板和長柄濾頭。為防止濾料流失，在出水堰前加設柵形穩流板，出水堰頂面做成60°斜坡。沖洗方式仍為三段式氣水反沖洗，需設反洗水泵。當對出水有脫氮要求時，一般需采用兩級曝氣生物濾池，通過控制供氧在濾層內分別造就缺氧或好氧環境，令生物膜上繁殖的優勢菌種分別為好氧異養菌或硝化菌、反硝化菌，從而達到除碳及脫氮目的。除磷則以化學絮凝法為主（濾前投加鐵鹽或鋁鹽），濾池內聚磷菌在厭氧與好氧交替情況下對污水中磷的過剩攝取能力進行生物除磷為輔。此外，我國還有在給水預處理上應用曝氣生物濾池的范例。它成功地降低了微污染原水的COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出廠水的水質和生物穩定性。曝氣生物濾池具有流程筒單，水力負荷及容積負荷大，占地小，投資省，運行成本較低，出水水質好等優點，既適用于大中小型的城市生活污水及某些工業廢水處理（如啤酒、印染、食品加工廢水），也可用于給水預

處理。但是，它的池體結構較復雜，設備較多，自動化程度較高，要求較高的建造質量及運行管理水平。本文結合工程實踐討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設計施工應注意的若干問題 。

1.主要參數

進水水質（mg/l）∶COD 100-1000 BOD5

50-350 SS 50-350 TKN 15-60 NH3-N

10-40

出水水質（mg/l）∶COD<40 BOD5<20

SS<20 NH3-N<10 TKN<15

容積負荷NS∶2-6 kg BOD5/(m.d) 4-12

kgCOD/(m.d)

NS取值與進水、出水水質密切相關。有機物容積負荷越高，出水中有機物剩余濃度也越大。例如，城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l，NS可取3.5-5.0，當要求出水BOD5 5-10 mg/l時，NS則應降為2.5-3.2。當NS>3時，NH3-N的去除受抑制，NS>4時，NH3-N的去除受明顯抑制。有硝化脫氮要求時，還應考慮硝化負荷，一般為33

0.3-0.8kgNH3-N /(m.d)。故應根據原水性質及處理要求選取合適的NS值。

水力負荷∶3-6m3/m2.h

去除率∶COD>90% BOD5>90% NH3-N>90%

SS>90%

濾料∶濾料選擇除粒度、密度、空隙率、機械強度、化學穩定性、不含毒、害物質等方面的要求外，最重要的是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長的微生物量越多，生化處理效率越高。材質可用輕質陶粒、無煙煤、石英砂、塑料等，以圓形輕質陶粒濾料較佳。粒徑3-6mm，濾層厚度2.5-4.5m。

沖洗強度∶水4-10 l/m2.s ，氣12-20

l/m.s ，濾層膨脹率約10% 。

沖洗方式∶長柄濾頭配水配氣。先氣洗3-5min，然后氣水聯合洗3-5min，最后單水洗3-5min。通過沖洗把濾層內截留的污泥及老化的生物膜排出，但沖洗強度不可過大，以保留足夠的活性生物膜，為下一周期生化處理能力的恢復創造條件。沖洗耗水量為濾水量的7-10%。

曝氣∶為微生物提供生長繁殖所需的溶解23

氧，并有攪動濾層，促進老化膜脫落更新的功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/ kg BOD5，可用安裝于濾板面上的穿孔管或空氣擴散器（曝氣頭）配氣。為防止水倒流，反沖洗空氣干管及曝氣干管的管底應局部抬高至濾池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

單格過濾面積∶50-100m2

2. 池型

為了保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100 m2），平面上通常采用矩形，單側配水配氣，縱橫向長度比1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長≤8 m并應在橫向（長邊）前端沿全長設配水配氣室均勻地配水配氣。進水孔位于濾池底板面上。進氣孔頂應與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過大。某工程設計池橫向兩端各一米多長無進水進氣孔，濾梁頂面又無平衡孔；進氣孔位于濾板底下300mm處，孔徑d100mm，導致反沖洗時濾池兩側由于濾梁阻隔沒有反洗空氣通過，中部則發生嚴重的射流，布氣顯然無均勻可言。

3.濾板、濾梁

曝氣生物濾池濾板、濾梁的設計施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設計除了保證縱向強度外還應具備必要的橫向剛度，以抵御濾板安裝時可能發生的水平力的作用。濾板、濾梁的強度應比池體砼提高一級，其制作、安裝的精度要求很高，一般土建單位難以達到，應交由專業廠家用專用鋼模生產。濾板宜采用臥式模具，每次生產一塊，脫模時間為24h（夏季高溫時應不少于16h即兩天三脫模）。為縮短制作、安裝周期，有人曾采用ABS板材制作底模整體現澆濾板，但因底模凹凸不平，配氣配水不夠均勻，且造價與預制相比增加50-100％。 某單位采用立式模具，據稱每次可生產五塊。但模具內氣體排除困難，所產濾板氣泡很多，強度很低；鋼筋位置難固定，露筋多；濾板邊緣密實度更低，毛刺、缺損、掉角甚多，導致全部翻工重做。某工程把濾梁交由濾池土建單位現場澆制，雖然施工時費煞了苦心，但拆模后檢查仍有不少預埋螺栓偏位過大（濾板安裝位置不足，一格池甚至多達20塊濾板放不下），梁身彎曲不直（突出部位濾頭桿插

入受阻，凹陷部位濾板支承面不夠，應力過于集中），梁頂面最大水平誤差竟達19mm，直接影響濾板的安裝和使用壽命。

4.濾頭與開孔率

曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統（長柄濾頭）。濾池進水雖然已經預處理，其中的懸浮物質仍然較多，且較粗大，特別是生活污水粘稠物質多，水中混有許多塑料薄膜碎片，對濾頭危害很大。為了避免堵塞，濾頭縫隙應比給水濾頭寬（2.0-2.5mm），每個濾頭縫隙總面積約250-350 mm。開孔比可比給水濾池大，約0.011-0.015。配氣孔直徑2.0-2.5 mm，位置應在濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端的配水條形孔的距離應保持150-200mm以上。開孔比過大除了影響反沖洗均勻性外，還導致配水配氣穩定性下降（對反洗系統內其它因素的微小變化敏感）。某工程采用開孔比0.027，濾頭配氣孔（d=4mm）位置偏低（距濾板底238mm，距配水條形孔僅50mm），試運轉時發現不僅沖洗不均勻，產生了強烈的脈沖；而且當空氣壓力變化氣墊層下界面發生波動時，大量空氣從下界面2

降低的區域內之濾頭（通過配水條形孔）噴射而出，即產生所謂“氣墊層擊穿”現象。

5.承托層

給水V型濾池濾頭縫隙窄（0.25-0.3mm）,開孔比小（約0.008-0.01）配水較均勻，濾料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，礫石承托層可簡化為一層（粒徑2-4mm，厚100-150mm）。曝氣生物濾池濾頭縫隙寬，開孔比大，沖洗強度較大，濾料為3-6mm的陶粒濾料，礫石承托層建議分為2-4mm，4-8mm，8-16mm三層布置，每層厚50-100mm。

6.濾頭防堵

上向流曝氣生物濾池從濾板下進水，水中含較多懸浮物（特別是塑料薄膜碎片），長期運行濾頭堵塞難以避免，一旦出現很難清洗。某污水廠曾因此而導致反沖洗時把濾板掀翻這樣的嚴重后果。設計上除在池壁濾板底高度下設檢修人孔外，還應考慮必要時利用濾池水位迅速地從上而下逆向沖洗濾頭把堵塞物排走的相應措施。

7.壓縮空氣系統

曝氣生物濾池與給水V型濾池一樣通常采用氣動蝶閥控制。后者的動力是壓縮空氣。壓縮空氣應經過仔細的過濾、干燥然后通過管道輸送到各氣動閥門的電磁閥上。壓縮空氣系統的管道由于接頭多，施工時應注意其氣密性。否則會由于漏氣導致空壓機頻繁起動，既浪費能源又影響空壓機的壽命。為減少空壓機起動頻率，系統內另配一個較大的貯氣罐是必要的。管道材質最好采用不銹鋼管（或無縫鋼管），焊接接頭。通往各格濾池或設備（反洗水泵、鼓風機）的支管前端應有控制閥門（法蘭連接），便于分段檢修。鍍鋅鋼管（絲扣連接）接頭氣密性較差；長期運行內壁生銹，銹斑一旦脫落便會堵塞電磁閥。某工程采用鋁塑復合管，雖可防止銹蝕，但因其剛度不足，運行時在空氣壓力作用下接頭處容易脫開。

8.土建質量

曝氣生物濾池對土建施工質量的要求與給水V型濾池相同。一般土建施工單位對此往往

不了解或不重視。設計院及監理公司必須反復強調，加強過程監控，逐條逐項落實。尤其是某些關鍵部位，如池壁平直度，相鄰池壁垂直度，進氣進水孔孔中心標高、間距、方向，進出水溢流堰堰頂水平度及標高，預留孔、預埋件的位置及其固定程度，模板支撐的可靠性等等，更應層層把關，反復檢查驗收。池內壁下部四周的凸緣（支承濾板及不銹鋼壓板用）應與池壁同時澆筑，否則凸緣與池壁砼分離，反沖洗時接合面容易漏氣。預埋鋼板螺栓、防水套管的安裝定位也是一個薄弱環節，必須在模板安裝時把它們固死，防止澆灌砼過程中移位，否則會給后續的設備、管道安裝帶來很大的困難。某工程澆灌池壁后發現預埋不銹鋼螺栓（固定濾板用）少了十多支，便采用同口徑不銹鋼膨脹螺栓補足。這顯然是錯誤的。因為螺栓孔內混凝土在水的侵蝕下一旦溶化，磨擦力便喪失殆盡。此情況下，建議采用化學錨著不銹鋼螺栓補救，但費用較高。某工程進氣孔采用預埋d=100mmPVC短管形式，短管與該處池壁同厚（580mm）。由于設計文件對該孔安裝精度沒提要求，施工單位也疏忽大意安裝不牢，結果各孔高低不一（實測最大誤差達95 mm），

方向各異（指短管走向，明顯地向上下左右偏移的約占一半），參差不齊，對配氣均勻性影響很大。

9.空氣管道吹掃

曝氣生物濾池的空氣管道有壓縮空氣管、反沖氣管及曝氣管，它們在通水沖洗、壓力試驗并排干水分后均需使用空氣進行吹掃（曝氣管吹掃應在曝氣頭安裝前進行）。操作的依據是?工業金屬管道工程施工及驗收規范（GB 50235-97）?，吹掃風速宜不低于20m/s。應先吹掃壓縮空氣管道，后吹掃反沖氣管及曝氣管。吹掃氣源最好分別利用已安裝好的空壓機、反洗鼓風機和曝氣風機。吹掃順序應按（離氣源）先近后遠，逐段吹掃（其余段應關閉相應支管的控制閥門）。驗收合格的標準是：待出風口目測無水漬、粉塵后，在該處放置一塊涂上白漆的木制靶板，5min內靶板上不發現鐵銹、塵土、水分及其它雜物，即為合格。

10.調試

曝氣生物濾池的配水配氣及曝氣系統安裝過程應進行以下項目的驗收測試∶

⑴濾板安裝平整度測試 濾板制作的外表質量（指單塊表面平整度、外形幾何尺寸誤差等）是保證安裝質量的前提條件之一，其目的是使濾板安裝后上、下表面盡可能水平、光滑，所有濾頭桿上的氣孔、配水條形孔保持在同一高度上，以提高氣水反沖洗均勻性和穩定性。安裝平整度測試在濾板安裝后進行。用水平儀抽檢（以毫米刻度的鋼直尺為標尺）濾板的上表面，要求單塊濾板安裝平整度誤差≤1 mm，單格濾池內安裝平整度誤差≤5 mm。

⑵濾板嵌縫氣密性測試 濾板嵌縫養護完成后，檢查嵌縫應平整、無氣孔、無裂紋；不銹鋼壓板安裝應平穩牢固。向全部濾頭座擰上堵頭（除其中一個接出氣壓表外），往池內注入約20cm深水，開動反洗風機或空壓機供氣，通過排氣閥調整濾板下壓力。試驗壓力0.04－0.05Mpa，恒壓10min。所有嵌縫均無氣泡冒出為合格。否則應詳細記錄漏點位置，排水修復后重新試驗直至合格為止。本項測試務必控制好試驗壓力，壓力過高會導致掀翻、打爛濾板濾梁。

⑶濾頭配氣均勻性測試 卸下堵頭擰上濾頭。濾頭安裝應由有經驗的師傅使用扭矩鈑手進行，防止用力不均。檢查濾頭無損壞，位置正確，安裝牢固。放水入池，水位以淹沒濾頭頂部為準（此時已有足夠水量通過濾頭滲至濾板下面）。開動反洗風機向該池供氣。俟風機運轉正常后，觀察檢查濾頭有無損壞、松脫（個別濾頭出氣特別大），反沖洗配氣是否均勻。

⑷曝氣頭配氣均勻性測試 曝氣頭及其配氣管道安裝完成后，檢查支架及曝氣頭安裝位置是否正確，有無松動。往池內注水，水位高于曝氣頭頂約20cm。啟動曝氣風機，俟其運轉正常后，觀察檢查曝氣頭有無損壞、松動（個別曝氣頭出氣特別大），配氣是否均勻。

結語

曝氣生物濾池（BAF）是一種新型的給水、污水生物處理工藝，具有處理效率高、出水水質好、適用范圍廣等優點，值得進一步研究推廣。但是其構造相對復雜，建造質量要求較高，必須在設計、施工中認真對待，妥善解決。

曝氣生物濾池是二十世紀八十年代后期開發一種污水處理新工藝，1990年法國OTV公司建造了世界第一座曝氣生物濾池，稱之為“淹沒式固定生物膜曝氣濾池”。它克服了活性污泥法占面積大、易散發臭氣及運行不穩定等缺點而備受關注。目前全世界建成運行曝氣生物濾池已達幾百座。它屬于生物膜法范疇，又兼具有活性污泥法某些特點。濾池內放置直徑幾個毫米多孔濾料作為生物群落附著繁殖介質，設濾層下面配氣系統（也有置于濾層中間者）向生物群落供氣（氣源為鼓風機）。對污水凈化除主要依靠濾料上生物膜外，濾層內還截留了大量類似活性污泥懸浮生物，對污染物質也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進水池頂出水，有也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統。輕質多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負荷可以很高，濾池面積可大大縮小。水流方向與濾料壓密方向一致，可同時完成生物接觸氧化與固液分離，通常可省去后續

二沉池。過濾進程，生物膜不斷增厚、老化、脫落，濾層截留懸浮物也逐漸增多，過濾阻力同步增加，需定期進行反沖洗以恢復其凈化能力。沖洗方式為三段式氣水反沖洗，即先氣洗，氣水聯合沖洗然后單獨水洗。反洗空氣由鼓風機池底配氣系統提供。反洗水流方向則自上而下（上向流濾池）或自下而上（下向流濾池）。上向流濾池沖洗水貯存于濾板之上，利用同組濾池出水進行重力沖洗，不需要沖洗水泵。近年來我國建設了若干座上向流曝氣生物濾池（UBAF），形式有所變化，其構造類似給水V型濾池。配水配氣系統設于濾池底部，采用鋼筋混凝土濾板和長柄濾頭。為防止濾料流失，出水堰前加設柵形穩流板，出水堰頂面做成60°斜坡。沖洗方式仍為三段式氣水反沖洗，需設反洗水泵。當對出水有脫氮要求時，一般需采用兩級曝氣生物濾池，控制供氧濾層內分別造就缺氧或好氧環境，令生物膜上繁殖優勢菌種分別為好氧異養菌或硝化菌、反硝化菌，達到除碳及脫氮目。除磷則以化學絮凝法為主（濾前投加鐵鹽或鋁鹽），濾池內聚磷菌厭氧與好氧交替情況下對污水中磷過剩攝取能力進行生物除磷為輔。此外，我國還有給水預處理上應用曝氣生物濾池范例。它成功降低了微污染原水COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出廠水水質和生物穩定性。曝氣生物濾池具有流程筒單，水力負荷及容積負荷大，占小，投資省，運行成本較低，出水水質好等優點，既適用于大中小型城市生活污水及某些工業廢水處理（如啤酒、印染、食品加工廢水），也可用于給水預處理。，它池體結構較復雜，設備較多，自動化程度較高，要求較高建造質量及運行管理水平。本文結合工程實踐討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設計施工應注意若干問題 。

1.主要參數

進水水質（mg/l）∶COD 100-1000 BOD5 50-350 SS 50-350 TKN 15-60 NH3-N 10-40

出水水質（mg/l）∶COD<40 BOD5<20 SS<20 NH3-N<10 TKN<15

容積負荷NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d) 4-12 kgCOD/(m3.d)

NS取值與進水、出水水質密切相關。有機物容積負荷越高，出水中有機物剩余濃度也越大。例如，城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l，NS可取3.5-5.0，當要求出水BOD5 5-10 mg/l時，NS則應降為2.5-3.2。當NS>3時，NH3-N去除受抑制，NS>4時，NH3-N去除受明顯抑制。有硝化脫氮要求時，還應考慮硝化負荷，一般為0.3-0.8kgNH3-N /(m3.d)。故應原水性質及處理要求選取合適NS值。

水力負荷∶3-6m3/m2.h

去除率∶COD>90% BOD5>90% NH3-N>90% SS>90%

濾料∶濾料選擇除粒度、密度、空隙率、機械強度、化學穩定性、不含毒、害物質等方面要求外，最重要是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長微生物量越多，生化處理效率越高。材質可用輕質陶粒、無煙煤、石英砂、塑料等，以園形

輕質陶粒濾料較佳。粒徑3-6mm，濾層厚度2.5-4.5m。

沖洗強度∶水4-10 l/m2.s ，氣12-20 l/m2.s ，濾層膨脹率約10% 。

沖洗方式∶長柄濾頭配水配氣。先氣洗3-5min，然后氣水聯合洗3-5min，最后單水洗3-5min。沖洗把濾層內截留污泥及老化生物膜排出，但沖洗強度不可過大，以保留足夠活性生物膜，為下一周期生化處理能力恢復創造條件。沖洗耗水量為濾水量7-10%。

曝氣∶為微生物提供生長繁殖所需溶解氧，并有攪動濾層，促進老化膜脫落更新功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/ kg BOD5，可用安裝于濾板面上穿孔管或空氣擴散器（曝氣頭）配氣。為防止水倒流，反沖洗空氣干管及曝氣干管管底應局部抬高至濾池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

單格過濾面積∶50-100m2

2. 池型

保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100 m2），平面上通常采用矩形，單側配水配氣，縱橫向長度比1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長≤8 m并應橫向（長邊）前端沿全長設配水配氣室均勻配水配氣。進水孔位于濾池底板面上。進氣孔頂應與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過大。某工程設計池橫向兩端各一米多長無進水進氣孔，濾梁頂面又無平衡孔；進氣孔位于濾板底下300mm處，孔徑d100mm，導致反沖洗時濾池兩側濾梁阻隔沒有反洗空氣，中部則發生嚴重射流，布氣顯然無均勻可言。

3.濾板、濾梁

曝氣生物濾池濾板、濾梁設計施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設計保證縱向強度外還應具備必要橫向剛度，以抵御濾板安裝時可能發生水平力作用。濾板、濾梁強度應比池體砼提高一級，其制作、安裝精度要求很高，一般土建單位難以達到，應交由專業廠家用專用鋼模生產。濾板宜采用臥式模具，每次生產一塊，脫模時間為24h（夏季高溫時應不少于16h即兩天三脫模）。為縮短制作、安裝周期，有人曾采用ABS板材制作底模整體現澆濾板，但因底模凹凸不平，配氣配水不夠均勻，且造價與預制相比增加50-100％。 某單位采用立式模具，據稱每次可生產五塊。但模具內氣體排除困難，所產濾板氣泡很多，強度很低；鋼筋位置難固定，露筋多；濾板邊緣密實度更低，毛刺、缺損、掉角甚多，導致全部翻工重做。某工程把濾梁交由濾池土建單位現場澆制，施工時費煞了苦心，但拆模后檢查仍有不少預埋螺栓偏位過大（濾板安裝位置不足，一格池多達20塊濾板放不下），梁身彎曲不直（突出部位濾頭桿插入受阻，凹陷部位濾板支承面不夠，應力過于集中），梁頂面最大

水平誤差竟達19mm，直接影響濾板安裝和使用壽命。

4.濾頭與開孔率

曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統（長柄濾頭）。濾池進水已經預處理，其中懸浮物質仍然較多，且較粗大，特別是生活污水粘稠物質多，水中混有許多塑料薄膜碎片，對濾頭危害很大。避免堵塞，濾頭縫隙應比給水濾頭寬（2.0-2.5mm），每個濾頭縫隙總面積約250-350 mm2。開孔比可比給水濾池大，約0.011-0.015。配氣孔直徑2.0-2.5 mm，位置應濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端配水條形孔距離應保持150-200mm以上。開孔比過大影響反沖洗均勻性外，還導致配水配氣穩定性下降（對反洗系統內其它因素微小變化敏感）。某工程采用開孔比0.027，濾頭配氣孔（d=4mm）位置偏低（距濾板底238mm，距配水條形孔僅50mm），試運轉時發現沖洗不均勻，產生了強烈脈沖；當空氣壓力變化氣墊層下界面發生波動時，大量空氣從下界面降低區域內之濾頭（配水條形孔）噴射而出，即產生所謂“氣墊層擊穿”現象。

5.承托層

給水V型濾池濾頭縫隙窄（0.25-0.3mm）,開孔比小（約0.008-0.01）配水較均勻，濾料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，礫石承托層可簡化為一層（粒徑2-4mm，厚100-150mm）。曝氣生物濾池濾頭縫隙寬，開孔比大，沖洗強度較大，濾料為3-6mm陶粒濾料，礫石承托層建議分為2-4mm，4-8mm，8-16mm三層布置，每層厚50-100mm。

6.濾頭防堵

上向流曝氣生物濾池從濾板下進水，水中含較多懸浮物（特別是塑料薄膜碎片），長期運行濾頭堵塞難以避免，一旦出現很難清洗。某污水廠曾而導致反沖洗時把濾板掀翻這樣嚴重后果。設計上除池壁濾板底高度下設檢修人孔外，還應考慮必要時利用濾池水位迅速從上而下逆向沖洗濾頭把堵塞物排走相應措施。

7.壓縮空氣系統

曝氣生物濾池與給水V型濾池一樣通常采用氣動蝶閥控制。后者動力是壓縮空氣。壓縮空氣應仔細過濾、干燥然后管道輸送到各氣動閥門電磁閥上。壓縮空氣系統管道接頭多，施工時應注意其氣密性。否則會漏氣導致空壓機頻繁起動，既浪費能源又影響空壓機壽命。為減少空壓機起動頻率，系統內另配一個較大貯氣罐是必要。管道材質最好采用不銹鋼管（或無縫鋼管），焊接接頭。通往各格濾池或設備（反洗水泵、鼓風機）支管前端應有控制閥門（法蘭連接），便于分段檢修。鍍鋅鋼管（絲扣連接）接頭氣密性較差；長期運行內壁生銹，銹斑一旦脫落便會堵塞電磁閥。某工程采用鋁塑復合管，雖可防止銹蝕，但因其剛度不足，運行時空氣壓力作用下接頭處容易脫開。

8.土建質量

曝氣生物濾池對土建施工質量要求與給水V型濾池相同。一般土建施工單位對此往往不了解或不重視。設計院及監理公司必須反復強調，加強過程監控，逐條逐項落實。尤其是某些關鍵部位，如池壁平直度，相鄰池壁垂直度，進氣進水孔孔中心標高、間距、方向，進出水溢流堰堰頂水平度及標高，預留孔、預埋件位置及其固定程度，模板支撐可靠性等等，更應層層把關，反復檢查驗收。池內壁下部四周凸緣（支承濾板及不銹鋼壓板用）應與池壁同時澆筑，否則凸緣與池壁砼分離，反沖洗時接合面容易漏氣。預埋鋼板螺栓、防水套管安裝定位也是一個薄弱環節，必須模板安裝時把它們固死，防止澆灌砼過程中移位，否則會給后續設備、管道安裝帶來很大困難。某工程澆灌池壁后發現預埋不銹鋼螺栓（固定濾板用）少了十多支，便采用同口徑不銹鋼膨脹螺栓補足。這顯然是錯誤。螺栓孔內混凝土水侵蝕下一旦溶化，磨擦力便喪失殆盡。此情況下，建議采用化學錨著不銹鋼螺栓補救，但費用較高。某工程進氣孔采用預埋d=100mmPVC短管形式，短管與該處池壁同厚（580mm）。設計文件對該孔安裝精度沒提要求，施工單位也疏忽大意安裝不牢，結果各孔高低不一（實測最大誤差達95 mm），方向各異（指短管走向，明顯向上下左右偏移約占一半），參差不齊，對配氣均勻性影響很大。

9.空氣管道吹掃

曝氣生物濾池空氣管道有壓縮空氣管、反沖氣管及曝氣管，它們通水沖洗、壓力試驗并排干水分后均需使用空氣進行吹掃（曝氣管吹掃應曝氣頭安裝前進行）。操作依據是?工業金屬管道工程施工及驗收規范（GB 50235-97）?，吹掃風速宜不低于20m/s。應先吹掃壓縮空氣管道，后吹掃反沖氣管及曝氣管。吹掃氣源最好分別利用已安裝好空壓機、反洗鼓風機和曝氣風機。吹掃順序應按（離氣源）先近后遠，逐段吹掃（其余段應關閉相應支管控制閥門）。驗收合格標準是：待出風口目測無水漬、粉塵后，該處放置一塊涂上白漆木制靶板，5min內靶板上不發現鐵銹、塵土、水分及其它雜物，即為合格。

10.調試

曝氣生物濾池配水配氣及曝氣系統安裝過程應進行以下項目驗收測試∶

⑴濾板安裝平整度測試 濾板制作外表質量（指單塊表面平整度、外形幾何尺寸誤差等）是保證安裝質量前提條件之一，其目是使濾板安裝后上、下表面盡可能水平、光滑，所有濾頭桿上氣孔、配水條形孔保持同一高度上，以提高氣水反沖洗均勻性和穩定性。安裝平整度測試濾板安裝后進行。用水平儀抽檢（以毫米刻度鋼直尺為標尺）濾板上表面，要求單塊濾板安裝平整度誤差≤1 mm，單格濾池內安裝平整度誤差≤5 mm。

⑵濾板嵌縫氣密性測試 濾板嵌縫養護完成后，檢查嵌縫應平整、無氣孔、無

裂紋；不銹鋼壓板安裝應平穩牢固。向全部濾頭座擰上堵頭（除其中一個接出氣壓表外），往池內注入約20cm深水，開動反洗風機或空壓機供氣，排氣閥調整濾板下壓力。試驗壓力0.04－0.05Mpa，恒壓10min。所有嵌縫均無氣泡冒出為合格。否則應詳細記錄漏點位置，排水修復后重新試驗直至合格為止。本項測試務必控制好試驗壓力，壓力過高會導致掀翻、打爛濾板濾梁。

⑶濾頭配氣均勻性測試 卸下堵頭擰上濾頭。濾頭安裝應由有經驗師傅使用扭矩鈑手進行，防止用力不均。檢查濾頭無損壞，位置正確，安裝牢固。放水入池，水位以淹沒濾頭頂部為準（此時已有足夠水量濾頭滲至濾板下面）。開動反洗風機向該池供氣。俟風機運轉正常后，觀察檢查濾頭有無損壞、松脫（個別濾頭出氣特別大），反沖洗配氣是否均勻。

⑷曝氣頭配氣均勻性測試 曝氣頭及其配氣管道安裝完成后，檢查支架及曝氣頭安裝位置是否正確，有無松動。往池內注水，水位高于曝氣頭頂約20cm。啟動曝氣風機，俟其運轉正常后，觀察檢查曝氣頭有無損壞、松動（個別曝氣頭出氣特別大），配氣是否均勻。

結語

曝氣生物濾池（BAF）是一種新型給水、污水生物處理工藝，具有處理效率高、出水水質好、適用范圍廣等優點，值進一步研究推廣。其構造相對復雜，建造質量要求較高，必須設計、施工中認真對待，妥善解決