什么是BAF工藝?
發(fā)布時間:2024-2-27 14:01:39 來源:北極星環(huán)保網(wǎng) 作者:
一、什么是BAF工藝? BAF工藝學(xué)名叫曝氣生物濾池,是80年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝。曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝,微生物附著在載體表面,污水在流經(jīng)載體表面時,通過有機營養(yǎng)物質(zhì)的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴散以及生物膜中所發(fā)生的生物氧化等作用,對污染物質(zhì)進行氧化分解,使污水得以凈化。 1.基本原理 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(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時,污染物、溶解氧及其它物質(zhì)首先經(jīng)過液相擴散到生物膜表面及內(nèi)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(jīng)時,濾料呈壓實狀態(tài),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。 2.工藝特點 該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體,與普通活性污泥法相比,具有有機負荷高、占地面積?。ㄊ瞧胀ɑ钚晕勰喾ǖ?/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好,運行能耗低,運行費用少等優(yōu)點,但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS≤100mg/L,最好SS≤60mg/L),因此對進水需要進行預(yù)處理。同時,它的反沖洗水量、水頭損失都較大。 二、曝氣生物濾池結(jié)構(gòu) 曝氣生物濾池的構(gòu)造與污水三級處理的濾池基本相同,只是濾料不同,一般采用單一均粒濾料。曝氣生物濾池主要由濾池池體、濾料、承托層、布水系統(tǒng)、布氣系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、管道和自控系統(tǒng)等八個部分組成。 1.濾池池體 其作用是容納被處理水量和圍擋濾料,并承托濾料和曝氣裝置的重量,形狀有圓形、正方形和矩形三種,結(jié)構(gòu)形式有鋼制設(shè)備和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。 2.生物填料層 填料層是生物膜的載體,并兼有截留懸浮物質(zhì)的作用。目前曝氣生物濾池所采用的濾料形狀有蜂窩管狀、束狀、圓形輻射狀、盾狀、網(wǎng)狀、筒狀等,所采用的濾料主要有多孔陶粒、無煙煤、石英砂、膨脹頁巖、輕質(zhì)塑料、膨脹硅鋁酸鹽、塑料模塊及玻璃鋼等。 不同的顆粒填料的物理化學(xué)特性有一定的區(qū)別,有的甚至相關(guān)很大。生物載體填料的選擇是曝氣生物濾池技術(shù)成功與否的關(guān)鍵,它決定了曝氣生物濾池濾料能否高效運行,填料的選擇應(yīng)綜合以下各種因素: a.機械強度好; b.一般選用比表面積大、開孔孔隙率高的多孔惰性載體,有利于微生物的吸附、持續(xù)生長和形成生物膜; c.選擇規(guī)則的球狀填料,使布氣、布水均勻,水流阻力??; d.表面應(yīng)具有一定的孔隙率和粗糙度,有利于微生物膜的附著、生長,有利于生物濾池的運行; e.密度應(yīng)在一定范圍內(nèi); f.應(yīng)具有表面電性和親水性,并具有良好的抗反沖洗能力; g.生物、化學(xué)穩(wěn)定性好,應(yīng)具有一定化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕性。 3.承托層 承托層主要是用來支撐生物填料,防止生物填料流失和堵塞濾頭,同時還可以保持反沖洗的穩(wěn)定進行。承托層所用材料為卵石。承托層高度不同位置為400-600mm。 4.布水系統(tǒng) 曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)主要包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。 5.布氣系統(tǒng) 曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)置布氣系統(tǒng)主要有兩個目的:一是保證正常運行時曝氣所需,二是保證進行氣水反沖洗時布氣所需。 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計,必須根據(jù)工藝計算所需供氣量來進行。曝氣生物濾池最簡單的曝氣裝置可以采用穿孔管。在實際應(yīng)用中,有充氧曝氣與反沖洗曝氣共用同一套布氣管的形式,但由于充氧曝氣需氣量比反沖洗時需氣量小,因此配氣不易均勻。 6.反沖洗系統(tǒng) 反沖洗是保證曝氣生物濾池正常運行的關(guān)鍵,其目的是在較短的反沖洗時間內(nèi),使濾料得到適當?shù)那逑?,恢?fù)其截污功能。采用氣水聯(lián)合反沖洗的順序通常為:先單獨用氣反沖洗,再用氣水聯(lián)合反沖洗,最后用清水反沖洗。在反沖洗過程中必須掌握好沖洗強度和沖洗時間。 7.出水系統(tǒng) 曝氣生物濾池出水系統(tǒng)可采用周邊出水或單側(cè)堰出水等方式。 8.管道和自控系統(tǒng) 管道主要是進水出水和進氣所用,自控系統(tǒng)由CPU電控箱和線路組成。 三、曝氣生物濾池調(diào)試 曝氣生物濾池在投入運行前,必須進行調(diào)試處理,使濾料上固著生長具有代謝活性的微生物膜,當濾料表面掛膜后,曝氣生物濾池才能投入正常運行。 1.濾池調(diào)試前的準備工作 (1)在進行濾池調(diào)試前必須熟悉污水處理工藝流程,了解各單元的作用及預(yù)期效果。 (2)檢查所有管道和閥門是否完好并符合設(shè)計要求。 (3)進水檢查:按“進水調(diào)試”要求進行,進水要緩慢進行,注意排除濾料內(nèi)的空氣,并注意曝氣器布氣是否均勻。 (4)曝氣器進水檢查,檢查曝氣器布氣是否均勻。 (5)濾料在進水檢查后,應(yīng)進行連續(xù)沖洗。清除濾料上的灰塵。沖洗按“反沖洗”要求進行,要求沖洗到出水變清為止。 (6)帶負荷運轉(zhuǎn)通用或?qū)S迷O(shè)備,檢查其安全運行狀況。 (7)濾池引入污水前,應(yīng)做好以下準備工作:確認濾池所有閥門處于可工作狀態(tài);確認污水的負荷指標符合工程設(shè)計規(guī)定的要求。 2.曝氣生物濾池的運行調(diào)試 1)填料掛膜 使具有代謝活性的微生物污泥在生物處理系統(tǒng)中的填料上固著生長的過程稱為掛膜。掛膜也就是生物膜處理系統(tǒng)膜狀污泥的培養(yǎng)和馴化過程。 生物膜法剛開始投運時需要有一個掛膜階段,有兩方面目的:其一是使微生物生長繁殖直至填料表面布滿生物膜,其中微生物的數(shù)量能滿足污水處理的要求;另一方面還要使微生物逐漸適應(yīng)所處理污水的水質(zhì),即對微生物進行馴化。掛膜過程中回流沉淀池出水和池底沉泥,可促進膜的早日完成。 掛膜過程使用的方法一般有直接掛膜法和間接掛膜法兩種。 在各種形式的生物膜處理設(shè)施中,生物接觸氧化池和塔式生物濾池由于具有曝氣系統(tǒng),而且填料量和填料空隙均較大,可以使用直接掛膜法;而普通生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等設(shè)施需要使用間接掛膜法。 a、直接掛膜法 該方法是在合適的水溫、溶解氧等環(huán)境條件及合適的pH、BOD5、C/N等水質(zhì)條件下,讓處理系統(tǒng)連續(xù)進水正常運行。對于生活污水、城市污水或混有較大比例生活污水的工業(yè)廢水可以采用直接掛膜法,一般經(jīng)過7~10d就可以完成掛膜過程。 b、間接掛膜法 對于不易降解的工業(yè)廢水,尤其是使用普通生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等設(shè)施處理時,為了保證掛膜的順利運行,可以通過預(yù)先培養(yǎng)和馴化相應(yīng)的活性污泥,然后再投加到生物膜處理系統(tǒng)中,進行掛膜,也就是分布掛膜。通常的做法是先將生活污水或其與工業(yè)廢水的混合污水培養(yǎng)出活性污泥,然后將該污泥或其它類似污水處理廠的污泥與工業(yè)廢水一起放入一個循環(huán)池內(nèi),再用泵投入生物膜法處理設(shè)施中,出水和沉淀污泥均回流到循環(huán)池。 循環(huán)運行形成生物膜后,通水運行,并加入要處理的工業(yè)廢水??上韧杜?0%的工業(yè)廢水,經(jīng)分析進出水的水質(zhì),生物膜具有一定處理效果后,再逐步加大工業(yè)廢水的比例,直到全部都是工業(yè)廢水為止。也可以用摻有少量(20%)工業(yè)廢水的生活污水直接培養(yǎng)生物膜,掛膜成功后再逐步加大工業(yè)廢水的比例,直到全部都是工業(yè)廢水為止。 2)培養(yǎng)馴化 ①開始掛膜時,進水流量應(yīng)小于設(shè)計值,可按設(shè)計流量的20%~40%起動運轉(zhuǎn)。在外觀可見已有生物膜生成時,流量可提高至60%~80%,待出水效果達到設(shè)計要求時,即可提高流量至設(shè)計標準。 ②在生物轉(zhuǎn)盤法中,用于硝化的轉(zhuǎn)盤,掛膜時間要增加2~3周,并注意進水BOD應(yīng)低于30mg/L,因自養(yǎng)性硝化細菌世代時間長,繁殖生長慢,若進水有機物過高,可使膜中異養(yǎng)細菌占優(yōu)勢,從而抑制了自養(yǎng)菌的生長。 ③當水中出現(xiàn)亞硝酸鹽時,表明生物膜上硝化作用進程已開始;當出水中亞硝酸下降,并出現(xiàn)大量硝酸鹽時,表明硝化菌在生物膜上已占優(yōu)勢,掛膜工作宣告結(jié)束。 ④掛膜所需的環(huán)境條件與活性污泥培菌時相同,要求進水具有合適的營養(yǎng)、溫度、pH等,尤其是氮磷等營養(yǎng)元素的數(shù)量必須充足,同時避免毒物的大量進入。 ⑤因初期膜量較少,反應(yīng)器內(nèi)充氧量可稍少。使溶解氧不致過高;同時采用小負荷進水的方式,減少對生物膜的沖刷作用,增加填料或填料的掛膜速度。 ⑥在冬季13℃時掛膜,整個周期比溫暖季節(jié)延長2~3倍。 ⑦在生物膜培養(yǎng)掛膜期間,由于剛剛長成的生物膜適應(yīng)能力較差,往往會出現(xiàn)膜狀污泥大量脫落的現(xiàn)象,這可以說是正常的,尤其是采用工業(yè)廢水進行馴化時,脫膜現(xiàn)象會更嚴重。 ⑧要注意控制生物膜的厚度,保持在2mm左右,不使厭氧層過分增長,通過調(diào)整水力負荷(改變回流水量) 等形式使生物膜脫落均衡進行。同時隨時進行鏡檢,觀察生物膜生物相的變化情況,注意特征微生物的種類和數(shù)量變化情況。 四、曝氣生物濾池的維護 在曝氣生物濾池運行過程中,隨著運行的進行,濾料上生長的微生物膜漸漸增厚,微生物的厚度一般應(yīng)控制在300μm--400μm,控制在生物膜新陳代謝能力最強,以保證出水水質(zhì)最好。當微生物膜增厚超過這個范圍,曝氣生物濾池應(yīng)停止運行,進行反沖洗。對于城市生活污水,一般情況下,運行24—48小時反沖洗一次(曝氣生物濾池的反沖洗周期的確定,必須根據(jù)出水水質(zhì)、濾料層的水力損失,出水的濁度綜合而定)。在多格濾池并聯(lián)運行的情況下,反沖洗過程是依次單格進行。以保證整個污水處理系統(tǒng)不受影響而能正常運行。 反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關(guān)鍵,其基本要求是在較短的反沖洗時間內(nèi),使濾料得到適度的清洗,恢復(fù)濾料上的微生物膜的活性,并將濾料截留的懸浮物和老化的微生物膜沖洗出去。 操作方法:采用先單獨用空氣進行反沖洗、再采用氣水聯(lián)合反沖洗、停止清洗30s后,再用水清洗的操作程序。對曝氣生物濾池,控制好氣、水反沖洗強度顯得尤為重要,過低達不到?jīng)_洗的目的,過高會生物膜嚴重脫落,并造成填料破損、流失。 (1)氣洗階段:關(guān)閉進水、曝氣閥門,開啟反沖洗進氣閥門,啟動反沖洗風(fēng)機,進行氣洗,目的是松動濾料層,使濾料層膨脹,氣洗強度為10—15L/m2s,時間為3--5min。 (2)氣水聯(lián)合反沖洗:啟動反沖洗水泵,進行氣水聯(lián)合反沖洗,目的是將濾料上截留的懸浮物和老化的微生物沖洗出去,反沖洗水洗強度為5—6L/m2s,時間為5--8min。 (3)水漂洗:關(guān)閉反沖洗風(fēng)機和反沖洗進氣閥門,進行水漂洗,目的是將濾料表面的懸浮物和老化的微生物膜沖洗出去,時間為3--5min。 五、曝氣生物濾池運行中異常情況處理 1、氣味 對曝氣生物濾池,當進水有機濃度過高或濾料層中截留的微生物膜過多時,濾料層中局部產(chǎn)生厭氧代謝,有可能產(chǎn)生異味,解決辦法如下: a) 減少濾池中微生物積累,讓生物膜正常脫落并通過反沖洗排出池外; b) 保證曝氣設(shè)施正常工作,使濾池中的溶解氧達到預(yù)定的水平(DC、N的溶解氧濃度約2—3mgO2/L,DN反硝化濾池的溶解氧約0.2—0.5 mgO2/L。); c) 檢查污水的水質(zhì),避免高濃度或高負荷污水的沖擊。應(yīng)調(diào)整污水的水質(zhì)至曝氣生物濾池的負荷能力范圍內(nèi)。 2、生物膜嚴重脫落 濾池正常工作中,微生物膜不正常的脫膜是不允許的,脫膜的主要原因是由水質(zhì)引起的,如抑制性或有毒性污染物濃度太高或PH值突變等,解決的辦法是必須改善水質(zhì),是進入濾池的水質(zhì)基本穩(wěn)定。 3、濾池處理效率降低 當濾池系統(tǒng)運行正常,且微生物膜生長情況良好,僅僅處理效率有所下降,可能是水的PH值、溶解氧、水溫、短時間超負荷運行產(chǎn)生的,若不影響出水水質(zhì)的達標排放,可不采取措施,若出水水質(zhì)影響達標排放,則需要采取一些調(diào)整措施加以解決,如調(diào)整進水PH值,調(diào)整供氣量等。 4、濾池截污能力下降 濾池正常進行,反沖洗正常,濾池的截污能力下降,可能是濾池的預(yù)處理效果不好,使得進水中的SS濃度較高所引起的。為了保持濾池的截污能力,應(yīng)加強對預(yù)處理設(shè)施的運行管理。 5、進水水質(zhì)異常 a) 進水濃度偏高:應(yīng)當加大曝氣量時間來保持污泥負荷的穩(wěn)定性。 b) 進水濃度偏低:應(yīng)當減少曝氣力度和曝氣時間來解決。 6、出水水質(zhì)異常 a) 出水帶泥、水質(zhì)混濁:主要原因是生物膜太厚,反沖洗強度過高或沖洗次數(shù)過頻,解決辦法,生物摸厚達300—400,立即沖洗??刂品礇_洗強度。 b) 水質(zhì)發(fā)黑、發(fā)臭:可能是溶解氧不夠,造成污泥厭氧分解,產(chǎn)生H2S氣體,解決辦法是加大曝氣量,提高溶解氧的含量。也可能局部水系堵塞,造成局部缺氧,解決辦法是檢查或加大反沖洗強度。