生物学曝气生物滤池学习PPT教案.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,曝气生物滤池,BAF,工艺,Ni,一、概述,曝气生物滤池,(biological aerated filter),简称,BAF,，,是,20,世纪,80,年代末,90,年代初在普通生物滤池的基础上发展而来的，被称为第三代生物膜法工艺。该工艺是综合了,传统生物膜法工艺,和,快滤池工艺,的运行特征，为适应不断提高的排放标准以及废水的资源化回用率而研究和开发出来的。,Ni,BAF,的应用范围：,1,概述,BAF,不仅可用于污水处理厂的深度处理，而且已较广泛地应用于城市污水、生活杂排水以及各类工业废水的处理。,随着研究的深入，曝气生物滤池已从最初以有机物去除为主要目标、功能单一的,Biocarbon BAF,工艺型式逐渐发展为具有去除,SS,、,COD,、,BOD,5,、硝化、脱氮除磷等,多重功效,的新型,BAF,工艺型式。,Ni,BAF,的基本特点：,2,概述,BAF,工艺的最大特点是集,有机物的生物氧化,和,悬浮固体的截留,于一体，不仅可以有效地去除,BOD,5,和,SS,，还可以实现有效的脱氮除磷功能，对有害物质（,AOX,）也有良好的去除效果。节省了后续二沉池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。,此外，还具有有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高及所需基建投资少、能耗及运行成本低的优点。,Mi,BAF,的工艺流程：,3,概述,在滤池中装填有一定量的滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，运行时，滤池内部曝气。,污水流经时，利用高比表面积滤料带来的高活性生物膜的氧化降解能力，对污水进行快速净化，此为,氧化降解过程,；,同时，流水经过，滤料成压实状态，截留污水中悬浮物，确保脱落的老化生物膜不随水流漂出，此为,过滤阻截过程,；,运行一段时间后，水头损失会增大，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为,反冲洗过程,。,BAF,可分为,升流式,和,降流式,，除了污水在滤池中的流向不同外，其池型结构基本相同。,二、,BAF,工艺的构造,从图中可看出，曝气生物滤池的结构形式主要由,承托层,、,滤料层,、,布水系统,、,布气系统,和,反冲洗系统,（包括反冲洗空气和反冲洗水）五个部分构成。,BAF,工艺的构造,BAF,工艺的构造,1,承托层,承托层主要是为了支撑滤料，防止滤料的流失和滤头的堵塞。要求其具有良好的布水均匀性和一定的承载强度及化学稳定性。,工程中一般选用,鹅卵石,作为承托层。承托层的装填必须要有一定的,级配,，一般从上到下粒径逐渐增大，层高为,0.4,0.6m,。,BAF,工艺的构造,2,滤料层,滤料是,BAF,工艺的,关键,和,核心,组成部分。,BAF,以采用,单一均质滤料,为特征。,目前常用的滤料主要有,石英砂,、,轻质陶粒,及,塑料颗粒,（合成纤维、聚苯乙烯小球）等。,BAF,工艺的构造,滤料,在选择滤料时应掌握以下,原则,：,形状规则，以球形为佳。,机械强度高。,具有良好的生物化学稳定性。,比重适中,。,比重过大，会造成在反冲洗时滤料悬浮困难并使,反冲洗时能耗增加；比重过小，又容易引起跑料。,滤料表面必须,粗糙,。,表面粗糙度大，初期挂膜快，反冲洗时又可以减少生,物膜的脱落程度。,多孔性,。滤料良好的孔隙率能为菌胶团提供最佳的生,长条件。,Ni,几种滤料的物理性质比较,滤料种类,比表面积,/(m,2,/g),总孔体积,(cm,3,/g),陶粒,3.994.11,0.103,石英砂,0.76,0.0165,炉渣,0.91,0.0488,焦炭,1.27,0.063,沸石,0.46,0.0269,BAF,工艺的构造,滤料,BAF,工艺的构造,滤料,所选滤料与,BAF,运行方式密切相关：,降流式,采用,大比重,颗粒滤料,Biocarbon,采用石英砂滤料,升流式,采用,轻质,滤料,Biofor,采用比重水的陶粒滤料,Biostyr,采用比重水的聚苯乙烯球形颗粒滤料,BAF,工艺的构造,滤料,滤料的,粒径,和,级配,与对,BAF,的运行有重大影响：,从表,3-4,可以看出，较小粒径的滤料，出水水质较好。,但表,3-5,反映出滤料粒径小，其纳污能力也小，所以容易发生堵塞，运行周期短，需要的反冲洗水量较大。且滤料粒径越小，水头损失也越大，故不适合高水力负荷的情况。,目前，普遍使用的滤料粒径为,2.08.0mm,。,当处理废水的,SS,较高时，粒径不宜小于,2.04.0mm,。,3,布水系统,曝气生物滤池的布水系统包括,进水布水,和,反冲洗布水,两个方面。,进水布水包括：,配水室,和,配水滤头,配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水混合均匀，通过配水滤头均匀的进入滤料层；除了作为滤池正常运行时布水用外，也作为定期反冲洗时的布水用。,对于下向流滤池，布水系统的主要作用是用作滤池的反冲洗布水和收集净化水。,BAF,工艺的构造,BAF,工艺的构造,反冲洗布水,反冲洗系统必须：,有足够的水头；,在,BAF,的整个过水断面上分布均匀。,反冲洗布水系统：,除采用上述的,滤板、滤头配水,方式外，也有小型的曝气生物滤池采用,穿孔管配水,(,管式大阻力配水方式,),的形式。,曝气生物滤池一般采用管式大阻力配水方式，其形式如下图所示。,BAF,工艺的构造,布水系统,BAF,工艺的构造,4,布气系统,包括：正常运行时供氧所需的曝气系统,进行气,水联合反冲洗时的供气系统,BAF,属于,附着生长型的好氧生物处理工艺,，因此保持足够的,DO,是保证其,生物膜高活性,以及,处理功能有效发挥,的前提。,BAF,工艺的构造,布气系统,曝气生物滤池一般采用,鼓风曝气,形式，布气装置主要有,大、中孔口穿孔管,和,滤头,（如单孔膜专用曝气器）两种。,Ni,BAF,工艺的构造,布气系统,曝气生物滤池一般采用,鼓风曝气,形式，布气装置的选择需要考虑对氧的利用率以及对滤料层足够的冲刷作用，主要有,大、中孔口穿孔管,和,滤头,（如单孔膜专用曝气器）两种。,图,1140/43,其中穿孔管布气造价较低，并具有良好的冲刷作用，可延缓阻塞，但对氧的利用率较低。,布气管道的设置通常有三种方式：,滤层曝气式,：将曝气管设置在滤料下层。,承托层曝气式,：将曝气管设置在承托层内。,承托层下曝气式,：将曝气管设在滤池底部集水空间，,与反冲洗空气管道合二为一。,BAF,工艺的构造,布气系统,BAF,工艺的构造,5.,反冲洗系统,气,水联合反冲洗,目的：,去除滤池运行过程中截留的各种杂质及老化脱落的生物膜。,程序：,先降低滤池内的水位并,单独气洗,，而后采用,气,水联合反冲洗,，最后再,单独水洗,。一般由微机自动控制。频率通常为,1,次,/d,。,反冲洗系统应有相应的,流量计量装置,，以保证准确掌握好冲洗强度，以使滤层有,轻微膨胀,为原则。既要促使老化生物膜和被截留的,SS,与填料分离，又要避免导致滤料的流失和对滤料过分冲刷，使其表面生长的生物膜脱落而影响处理效果。,根据,水流流向,的不同，,BAF,工艺有两种运行方式：,升流式（,UBAF,）,降流式（,DBAF,）,三、,BAF,工艺的运行方式,聚苯乙烯小球,轻质陶粒滤料,石英砂,目前多采用升流式,在升流式,BAF,中，曝气和水流方向相同，持续的曝气所产生的,紊动均化作用,有利于布水的均匀性。,升流式工艺在水流和气流的同向上升过程的冲刷作用下以及经过反冲洗后滤料,自然形成,的,滤料粒径分布,，可以把废水中的,SS,带至滤池中部，使滤料纳污能力增强，延长滤池的工作时间。,升流式更易于通过曝气管道设置位置的变化实现更强的处理功能。,曝气生物滤池本质上看采用的是类似于活性污泥法中的,渐减曝气法,，其工艺的实质是根据底物降解规律合理分配水中供氧量。而曝气生物滤池又属于,推流式反应器,，底物浓度沿滤层递减。所以，,DO,和底物协调合理的分配方式使得升流式的净化效果优于降流式。,BAF,工艺的运行方式,根据,处理功能,分：,以,有机物去除,为目标的运行方式（,C-BAF,）,以,硝化,为目标的运行方式（,N-BAF,）,以,脱氮,为目标的运行方式（,DN-BAF,）,以,脱氮除磷,为目标的运行方式（,NP-BAF,）,实现不同功能运行方式的主要区别在于,曝气管道在滤层中布置位置,、,过滤出水回流的设置,以及,工艺设计负荷,的不同。,BAF,工艺的运行方式,曝气管道设置在滤池的底部及以下（包括设置在承托层或与反冲洗空气管道联合设置在底部集、配水空间，即,承托层曝气式,和,承托层下曝气式,），通过曝气作用使整个滤池处于好氧状态，不设置出水回流系统，设计有机负荷较高，操作运行简单。,1,、,C-BAF,运行方式,2,、,N-BAF,运行方式,N-BAF,与,C-BAF,的运行方式基本一致，不同点在于其设计有机负荷较低或所需运行停留时间（,HRT,）较长，以满足硝化菌的生长繁殖条件。,以上两种,BAF,均可以升流式或降流式运行,3,、,DN-BAF,运行方式,曝气管道设置在滤层内部（,滤层曝气式,）。曝气管道将整个滤床分割成,好氧,和,缺氧,两个区域，通过将部分出水回流至滤池底部，使,BAF,以,A,n,/O,工艺方式运行。,在好氧区充分实现有机物的氧化降解和氨氮的硝化，在缺氧区通过出水回流及进水中输入的有机底物实现反硝化，从而实现脱氮功能。,4,、,NP-BAF,运行方式,NP-BAF,与,DN-BAF,的运行方式基本一致，不同点在于其所使用的滤料应对磷具有良好的吸附能力，同时一般需要与其前处理工艺相结合，在前面增设必要的物化强化处理措施。,以上两种,BAF,只适用于升流式,无论,BAF,以上述何种方式运行，实际上都具有比传统活性污泥法或生物接触氧化法,更高的脱氮功能,。,因为在,BAF,运行过程中，滤料表面附着生长的生物膜具有一定的厚度，因而存在着从膜表面至内部的,DO,浓度梯度，自然形成了由表面至内部的,好氧,、,缺氧,和,厌氧,区，废水中的污染物通过生物膜的吸附、吸收向其内部传递，依次经历相应的,有机物氧化降解,、,氨氮的好氧硝化,和,硝态氮的缺氧反硝化,过程，实现了对有机物和氮的转化和去除。,Thank You!,Mi,BAF,的工艺流程：,3,概述,在滤池中装填有一定量的滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，运行时，滤池内部曝气。,污水流经时，利用高比表面积滤料带来的高活性生物膜的氧化降解能力，对污水进行快速净化，此为,氧化降解过程,；,同时，流水经过，滤料成压实状态，截留污水中悬浮物，确保脱落的老化生物膜不随水流漂出，此为,过滤阻截过程,；,运行一段时间后，水头损失会增大，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为,反冲洗过程,。,从图中可看出，曝气生物滤池的结构形式主要由,承托层,、,滤料层,、,布水系统,、,布气系统,和,反冲洗系统,（包括反冲洗空气和反冲洗水）五个部分构成。,BAF,工艺的构造,BAF,工艺的构造,滤料,所选滤料与,BAF,运行方式密切相关：,降流式,采用,大比重,颗粒滤料,Biocarbon,采用石英砂滤料,升流式,采用,轻质,滤料,Biofor,采用比重水的陶粒滤料,Biostyr,采用比重水的聚苯乙烯球形颗粒滤料,BAF,工艺的构造,反冲洗布水,反冲洗系统必须：,有足够的水头；,在,BAF,的整个过水断面上分布均匀。,反冲洗布水系统：,BAF,工艺的构造,布气系统,曝气生物滤池一般采用,鼓风曝气,形式，布气装置的选择需要考虑对氧的利用率以及对滤料层足够的冲刷作用，主要有,大、中孔口穿孔管,和,滤头,（如单孔膜专用曝气器）两种。,图,1140/43,其中穿孔管布气造价较低，并具有良好的冲刷作用，可延缓阻塞，但对氧的利用率较低。,根据,水流流向,的不同，,BAF,工艺有两种运行方式：,升流式（,UBAF,）,降流式（,DBAF,）,三、,BAF,工艺的运行方式,聚苯乙烯小球,轻质陶粒滤料,石英砂,