曝气生物滤池技术原理及其工艺应用

董浩 张卓娅

摘要：曝气生物滤池作为一种典型的生物膜法污水处理技术工艺，能够利用微生物的作用实现对污水当中有机物以及N元素的降解去除。本文分析了曝气生物滤池的原理，简述了曝气生物滤池工艺的发展和应用，并对其未来发展做出了美好展望。

关键词：曝气生物滤池；原理；应用

1.曝气生物滤池原理

曝气生物滤池工艺是一种典型的生物膜法污水处理技术工艺。在曝气生物滤池当中，滤料层充满着填料，微生物能够附着在填料表面大量繁殖生存。因此，当污水流经填料的表面的时候，微生物与污水进行了充分的接触，能够吸附污水当中的有机污染物质，同时氧分子能够通过扩散作用进入到生物膜的内部，生物膜当中会发生一系列的生物氧化和吸附降解等作用，由此，污水当中的污染物质便能够得到充分的氧化和降解了，这就实现了污水的生物净化功能。生物膜有着强烈的生物吸附作用，能够利用生物膜巨大的表面积实现对水中有机物的吸附降解，生物膜的表面往往会有一层很薄的水层附着，水层当中的有机物就会被生物膜当中大量的微生物所氧化，因此，曝气生物滤池出水当中的有机物浓度比进水当中的有机物浓度低得多。废水进入曝气生物滤池，在填料表面缓慢流动，废水当中的有机物从污水当中慢慢向着生物膜表面的水层当中进行转移，最终会被生物膜吸附降解。由于曝气生物滤池持续的向污水当中曝气，因此空气中的氧分子会逐渐通过生物膜表面的水层进入到生物膜里面。因此，有了氧分子的存在，生物膜里面的微生物就能够在氧分子的参与之下，对污水当中的有机物进行好氧分解，并完成其微生物自身的新成代谢作用。有机物的分解伴随着二氧化碳等一些无机物质的产生，这些无机物会沿着有机物被微生物降解的相反方向移动，即由生物膜通往附着在生物膜表面的水层，进入废水当中，最终被排入空气当中。

曝气生物滤池吃对污水的经过过程比较复杂，整个污水净化过程当中涉及到了比较复杂的传质过程。由于生物膜就是由微生物细胞体所构成的一个复杂的混合的微生物的小型的生态系统，微生物细胞在胞外的聚合物基质中镶嵌，在固体的填料表面附着。下面来分析一下生物膜的形成过程：首先，生物膜的形成需要有固体的填料，必须存在着生物膜能够附着并且聚居的固体表面；在有了能够生长生物膜的外在条件之后，一种有机的分子膜变会快速的生成；在生成了有机分子膜之后，聚集的生物细胞会比较松散的附着在其上；经过这些松散的微生物的繁殖之后，微生物的数量增多，因此会形成聚集的细菌在填料表面牢固的附着状态；随着微生物的大量繁衍和生长，慢慢就形成了微生物群落，微生物群落形成之后，变会产生大量的胞外聚合物质；群落产生之后变会逐渐向上层、向外层不断扩展壮大，因此会形成一定的不规则的结构；生物膜逐渐发展成熟，随着生物膜的成熟，会有很多新的微生物菌种进入到生物膜里面，并快速发展生存，因此生物膜的空间异相结构变形成了；随着微生物菌种的增加，有些生物膜可能会被吞噬细菌的原生动物给吞噬掉；成熟的生物膜逐渐脱落，随着成熟生物膜的脱落，新生的生物膜又出现，这样循环往复，由此便形成了一种循环产生的微生物群落。

2.曝气生物滤池工艺概述

曝气生物滤池（BAF）于二十世纪末期九十年代初期，在普通生物滤池的基础上，并适当借鉴了给水处理当中的滤池的工艺而发展起来的新型污水处理技术工艺。曝气生物滤池最早用于污水的三级处理工艺当中，之后经过逐渐的发展，可以直接用于污水的二级处理当中。曝气生物滤池的主要的特点为：采用了新型的粒状的填料，由于新型粒状大的填料比较粗糙，因此粗糙的填料表面具有很大的比表面积，这就为生物膜的附着和有机物的过滤提供了良好的条件，因此可以称之为是“滤池”。曝气生物滤池反应器为固定床种类的生物膜反应器。当污水进入曝气生物滤池的时候，污水在流经滤料床的时候，污水中的有机物等污染物质首先会被过滤和吸附，然后会被微生物氧化和降解。因此，曝气生物滤池需要定期的反冲洗，反冲洗水利用曝气生物滤池处理的出水，反冲洗的作用在于能够通过反冲洗的作用排除滤池当中的增殖的生物膜以及杂质。曝气生物滤池最大的优点之一为，其后可以不用设置沉淀池，因此能够大大的减少基建投资和管理费用等等，工艺流程简单，运行管理方便。曝气生物滤池不用设置二次沉淀池，仅仅通过反冲洗的作用就能够实现曝气生物滤池的周期运行功能。曝气生物滤池在污水处理领域当中既能够去除污水当中的有机污染物质，又能够利用反硝化作用和硝化作用去除污水中的氮元素。

3.总结

曝气生物滤池作为一种新型的污水处理技术，与接触氧化技术几乎在同样的时间出现，曝气生物滤池技术结合了生物接触氧化技术以及给水处理当中的过滤技术，来进行对污水中有机污染物以及N元素的去除。曝气生物滤池之后不用设置二次沉淀池，通过定期的反冲洗技术来实现其设备的周期性运行，排除脱落的生物膜以及滤料当中截留的杂质，因此曝气生物滤池的运行效率高，同时其出水水质良好。曝气生物滤池的污水处理负荷高，处理出水的水质很好，并且其占地面积小，在几年来已经成为污水处理领域所关注的热点。多种多样的形式都在不断的问世，许许多多的曝气生物滤池形式已经实现了成功的运行，并且證明其污水处理的效果都十分理想。如果采用合适的预处理技术来于曝气生物滤池处理技术联用，其污水处理的效果将会得到大大的提升。但是，在我国，对于曝气生物滤池的研究还不算普遍，并且也没有多少成功的运行经验，因此，我国在发展曝气生物滤池的时候，可以适当借鉴国外的成功经验，根据我国的具体国情以及当地的情况进行适当的调整，加快针对曝气生物滤池的研究，曝气生物滤池能够有效的降低污水处理工艺的基建成本、运行管理费用、并且能够减少占地面积，节省用地、同时曝气生物滤池的出水水质能够达到城市的一般回用水的标注，因此曝气生物滤池技术适合我国的国情以及我国的污水处理现状。针对曝气生物滤池的研究工作，能够为我国的污水处理领域注入新鲜的血液，为我国的污水处理事业的发展带来进步，同时对于我国的社会经济的发展以及国民经济和人民的生活水平的提高、对我国水资源生态环境的保护都有着重大的意义。未来也将有着广泛的应用空间。

参考文献：

[1]邱立平，杜茂安，冯琦.二段曝气生物滤池处理生活污水的试验研究.环境工程，2001，19（2）：22-24.

[2]孙力平.污水处理新工艺及设计计算实例[M].科学出版社.2001.

[3]郑俊、吴浩汀、程寒飞.曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例[M].化学工业出版社.2002.

作者简介：

董浩（1996.11.19-）男，汉族，安徽省宣城市，身份证号：342501199611196634，本科生，研究方向：给排水科学与工程

张卓娅（1996.11.15-）女，汉族，河北省承德市，身份证号：130803199611150028，本科生，研究方向：给排水科学与工程