姜志凱， 石淑倩， 翟海霞
(青島市排水管理處， 山東青島 266071)

　　中圖分類(lèi)號(hào)： X703 ；
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： D ；
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)07-0088-03

　　BIOSTYR上向流生物濾池運(yùn)行可靠、自動(dòng)化程度高、出水水質(zhì)好、抗沖擊能力強(qiáng)、節(jié)約能耗 ,既可用于城市污水的二級(jí)處理,也可用于其他污水的深度處理。?

1 基本結(jié)構(gòu)和工藝流程

1.1 基本結(jié)構(gòu)
　　BIOSTYR工藝每個(gè)生物濾池單元包括:進(jìn)水管和位于濾池底部的配水渠(同時(shí)可用于反沖洗水的排除)、兩條空氣管(穿孔管,一條用于工藝曝氣,另一條用于氣反沖；在硝化/反硝化反應(yīng)時(shí)用2條管道,在單一硝化反應(yīng)時(shí)曝氣和反沖洗為同一條管道)、3～3.5m的濾料層(濾料表面附著大量的微生物)、濾池頂部的混凝土濾板(防止濾料的流失)、濾板上安裝的濾頭(用于濾池出水)，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

1.2 工藝過(guò)程 ?
　　根據(jù)曝氣管道位置的不同可以控制硝化和反硝化反應(yīng)的程度,也可以單獨(dú)進(jìn)行硝化反應(yīng)或反硝化反應(yīng)。具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物濾池,其曝氣管位于經(jīng)過(guò)計(jì)算的濾床中部, 將濾床分隔為下部厭氧區(qū)和上部好氧區(qū)。這種濾池可以去除所有可降解的污染物(COD、BOD、SS、總氮),其反沖洗氣管位于濾池底部。通常僅需要進(jìn)行硝化反應(yīng)(對(duì)氨氮有要求)時(shí)，在曝氣和氣反沖洗時(shí)共用一根位于濾池底部的穿孔管,從而使整個(gè)濾床處于好氧狀態(tài),可去除大部分可降解的污染物(COD、BOD、SS和氨氮)。
　　① 配水和進(jìn)水
　　一級(jí)或二級(jí)處理出水通過(guò)配水堰均勻地分配到各個(gè)濾池的進(jìn)水渠中,通過(guò)重力流進(jìn)入濾池底部的配水渠,再進(jìn)入到整個(gè)濾池(在進(jìn)水管或渠上安裝有自動(dòng)閥門(mén),用于某些情況下停止進(jìn)水)。這種設(shè)計(jì)保證了濾池在整個(gè)截面上的均勻配水，同下向流濾池(如濾料的體積質(zhì)量＞1)不同,該濾池的水頭保證了進(jìn)水配水的均勻,因此濾池底部不再需要濾頭(那樣很容易堵塞)或者配水管網(wǎng),并且在處理前不需要篩網(wǎng)。
　?、?濾料
　　BIOSTYRENE濾料是一種粒徑小、形狀一致的球形濾料,體積質(zhì)量＜l,具有很大的比表面積和較高的凈化能力,處理負(fù)荷高；機(jī)械性能和物理化學(xué)性能好,不易磨損；濾料的原材料取自工業(yè)原料,可就地生產(chǎn)加工,成本低廉；濾料損失極小,幾乎不用更換。
　?、?生化反應(yīng)
　　濾料作為微生物的載體,其巨大的表面積上附著了大量的微生物,在底部曝氣管供氧的作用下,污水中的COD、BOD被降解,氨氮?jiǎng)t被氧化成硝酸鹽氮。
　　在硝化/反硝化的情況下,處理出水需進(jìn)行回流,回流水和原水在進(jìn)水渠中混合后再進(jìn)入濾池, 首先進(jìn)入濾床下部的厭氧區(qū),在此進(jìn)行反硝化反應(yīng),將回流水中的硝酸鹽氮去除；然后進(jìn)入上部的好氧區(qū),在此將含碳污染物分解,將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。
　　由于硝化、反硝化反應(yīng)機(jī)理受進(jìn)水水溫的影響很大,因而進(jìn)水水溫將明顯影響生化反應(yīng)的池容。BIOSTYR濾池具有足夠的停留時(shí)間(l～2h),同時(shí)還有80～100℃的空氣的連續(xù)鼓入,因此生化反應(yīng)受外界氣候條件影響極?。煌瑫r(shí),濾池中的微生物固定在載體上(不像活性污泥那樣懸浮在水中),其單位體積內(nèi)的生物量極大,提高了處理效率。較低的進(jìn)水水溫對(duì)其生化反應(yīng)影響較小,BIOSTYR濾池可以在8～30℃范圍內(nèi)正常運(yùn)行。最后,污水流經(jīng)濾床的方向是壓縮濾料的方向,而不是擴(kuò)展濾料的方向,加強(qiáng)了對(duì)懸浮物質(zhì)的截留作用,從而不再需要沉淀池。
　　④ 濾池的出水
　　漂浮的濾料被混凝土蓋板阻擋在濾池中,蓋板上安裝有許多濾頭,使處理出水流出,這些濾頭只同處理后的水接觸,因此避免了堵塞；同時(shí),這些濾頭上面沒(méi)有濾料,很容易進(jìn)行維護(hù)。
　　⑤ 反沖洗
　　隨著懸浮物質(zhì)被截留和生物膜的不斷生長(zhǎng),濾床需要定期進(jìn)行反沖洗(即重力反沖洗和氣反沖),反沖洗后的水由濾池底部的集水溝(即進(jìn)水暗渠)收集并排到一個(gè)集水池中。反沖洗水即濾池頂部濾板上面儲(chǔ)存了一定高度的清水層，這些清水層在每一組濾池中是相通的，清水層的高度是經(jīng)過(guò)計(jì)算的，可使所儲(chǔ)存的水量足夠用于濾池的反沖洗。由于反沖洗通過(guò)重力進(jìn)行并與正常過(guò)濾的方向相反，因此不需要反沖洗水泵。
　　定期的逆向流反沖洗可以去除過(guò)剩的生物膜和所截留的懸浮物，不使它通過(guò)整個(gè)濾床。向下沖洗水在最短路線(xiàn)內(nèi)，沿截留物重力落下的方向把截留物沖出濾床，節(jié)約能耗且效率高。反沖洗過(guò)程如下：關(guān)閉濾池的進(jìn)水閥，打開(kāi)濾池底部的反沖洗排水閥；濾池頂部的清水以重力流下進(jìn)行預(yù)沖洗；然后轉(zhuǎn)以氣、水聯(lián)合反沖；僅用空氣沖洗和僅用水沖洗交替進(jìn)行；最后再用水沖洗。
　　反沖洗的控制程序分兩種:時(shí)間控制(正常情況下是24h反沖洗一次)和壓差控制(即通過(guò)濾料層上下的壓力差進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行)。
　　⑥ 曝氣
　　每個(gè)濾池的工藝空氣和反沖洗空氣由同一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)提供,鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)工作。只不過(guò)在進(jìn)行硝化/反硝化型的濾池中,它們的布?xì)夤芫W(wǎng)是分開(kāi)的,并且由閥門(mén)進(jìn)行切換；在單一硝化的濾池中,工藝空氣和反沖洗空氣是同一布?xì)夤芫W(wǎng),兩種方式的供氣由濾池入口的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。
　　BIOSTYR生物濾池采用穿孔管曝氣(其曝氣效率一般在30%以上)，效率的高低不僅取決于曝氣設(shè)備本身,還取決于微生物對(duì)氧的吸收利用率。BIOSTYR濾池具有極高的生物量和很大的比表面積,而且濾池結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積內(nèi)氧的濃度遠(yuǎn)高于活性污泥法的曝氣池,因此微生物對(duì)水中氧的吸收利用率高。
　　由于濾池中填滿(mǎn)了密實(shí)的濾料,因此氣泡到達(dá)濾池出水的距離要比沒(méi)有濾料時(shí)長(zhǎng)2倍以上。盡管穿孔管曝氣的氣泡要比微孔曝氣的氣泡大一些,但由于濾料的阻塞和分割作用,使氣泡必須經(jīng)由濾料縫隙,較長(zhǎng)時(shí)間后才能到達(dá)濾池表面,此時(shí)大氣泡被分割成許多小氣泡,從而大大提高了氧的利用率,也就提高了曝氣效率。BIOSTYR濾池在剛投入應(yīng)用時(shí)也采用微孔曝氣,后來(lái) 隨著實(shí)踐和理論的不斷深入改為穿孔曝氣,這種改變對(duì)氧的利用率來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有什么變化, 相反卻大大降低了曝氣末端設(shè)備的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,也徹底避免了微孔曝氣中常見(jiàn)的“堵塞”問(wèn)題。?

2 濾池的性能

　　這種濾池的最大去除負(fù)荷為5.5kgCOD/(m³濾料·d)、1.1kgNH₄⁺-N/(m³濾料·d)，在濾料介質(zhì)內(nèi)達(dá)到很高的濾速(在硝化型濾池可以達(dá)到8～10m/h，在硝化/反硝化型的濾池中考慮到回流水的因素,濾速可達(dá)到3～5 m/h)，其出水水質(zhì)為COD≤60mg/L、BOD≤20mg/L、SS≤20mg/L、NH₄⁺-N≤5mg/L。

3 BIOSTYR生物濾池的優(yōu)點(diǎn)

　　由于濾池在頂部出水,濾料處于漂浮狀態(tài),綜合了下流式生物濾池和上流式生物濾池的優(yōu)點(diǎn),不需要單獨(dú)的反沖洗水和反沖洗水泵,降低了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；濾料的比表面積大,處理負(fù)荷高；較大的水深、較高的曝氣密度和較高濃度的微生物使氧利用率達(dá)到30%左右,曝氣能耗比常規(guī)工藝低20%～30%；采用穿孔管曝氣,節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)、壽命長(zhǎng)(膜式曝氣頭通常在運(yùn)行2年后開(kāi)始失效)；自動(dòng)化程度高、操作人員少；低溫時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定、受溫度影響很小； 由于具有連續(xù)的物理過(guò)濾能力,一旦生化反應(yīng)發(fā)生問(wèn)題,濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；同懸浮生長(zhǎng)工藝相比，固定生物膜工藝具有非常強(qiáng)的恢復(fù)能力,BIOSTYR生物濾池工藝僅需要幾天即可恢復(fù)其以前的生化能力,而活性污泥需要幾個(gè)星期才能恢復(fù)；工藝操作靈活,同一濾池內(nèi)可同時(shí)完成硝化和反硝化；因污水停留在密閉的空間內(nèi)，濾池周?chē)目諝鈨H和處理后的水接觸,故臭氣和異味的排放可以控制在最小限度。
　　此外，使用BIOSTYRENE濾料還有如下特點(diǎn):
　　由于濾料較輕(合成結(jié)構(gòu)),因此沖洗很方便、節(jié)約能耗；根據(jù)所處理的出水水質(zhì),可以采用不同的濾料粒徑和密度。
BIOSTYR工藝將濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來(lái),不再需要沉淀池；占地面積小(是常規(guī)工藝的1/4～1/5)，節(jié)省大量征地和地基處理費(fèi)用；池容小,土建工程量比其他工藝少20%～40%；全部模塊化結(jié)構(gòu),改(擴(kuò))建容易，工期短；上部出水為清水,濾頭不易堵塞,檢修和更換容易；可對(duì)廠(chǎng)區(qū)進(jìn)行全封閉,無(wú)臭味污染,視覺(jué)和景觀(guān)效果好。

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　　電　　話(huà)：(0532)2967673 5712134 13953201966
　　收稿日期：2001-12-30