BAF滤池

2023年12月31日发(作者：日月潭板书设计)

BAF滤池

曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。

一、基本原理

BAF生物曝气滤池，主要由颗粒生物填料床、曝气系统、反冲洗系统三部分组成。

颗粒状生物滤料（陶粒），表面粗糙，比表面积大，并渗入活性酶在滤料上附着生长高浓度的专性微生物膜，这些专性微生物以污水中的有机物作为氮源、碳源及能量来源而生长繁殖，通过其新陈代谢降解水中的污染物。

污水自上而下进入生物曝气滤池，空气从填料床下端进入，在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化／硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分BOD5在此得以降解，浓度逐渐降低。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼起过滤的作用。随着处理过程的进行，存滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥。这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。

在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤

料进行反冲洗。BAF生物曝气滤池以其储存在加氯消毒池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。

二、技术关键

BAF生物曝气滤池是一种高负荷、淹没式、固定式生物膜三相反应器。它兼有活性污泥法和生物膜法两者的优点，集生物氧化、吸附、过滤于一体，处理后的污水各项指标可达到回用水标准。

关键技术

1．优选生物滤料，选材与粒径匹配；

2.采用合理的工艺技术参数

3.大阻力反冲洗布气布水系统；

4.滤料渗入活性酶；

5.硝化的同时，具有反硝化功能，硝化效率显著。

典型规模

5 000 t/d

主要技术指标及条件

一、技术指标

1.进水水质：CODcr≤1 000 mg／L BOD5≤2OO mg/L

SS≤400 mg/L NH3-N≤lOOmg/L。

2．出水水质：CODcr≤50 mg/L BOD5≤10 mg／L

ss≤10 mg/L NH3-N≤5 mg/L

达到生活杂用水水质标准。

二、工艺条件要求

水温：10—40℃ pH: 6—9

COD:≤1000 mg/L 汽水比：(3～5)：1

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

生化部分停留时间：生活污水1—1.5 h；工业废水深度处理2—2.5 h

反冲洗周期；2—10 d（视进、出水要求定）

反冲强度：水为4-8L (m2．s)，汽为8—18L/ (m2．s)

滤料：材质轻质陶粒，平均粒径5—10 mm,耐压强度1～4 MPa

Si02：>62%，装填高度：15～2. 5 m

主要设备及运行管理

一、主要设备

格栅、提升泵、初沉池、BAF生物曝气滤池、风机、电控柜。

二、运行管理

实行自动化运行。处理量为5 000 t/d的污水处理工程只需1人兼管即可确保系统安全稳定地运行。

投资效益分析(使用者)

一、投资情况

总投资 500万元

其中，设备投资 300万元

主体设备寿命 15年

适行费用 31万元／a

二、经济效益分析

反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量。

· 滤料层对气泡的切割作用使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率。

· 由于滤池极好的截污能力，使得BAF后面不需要再设二次沉淀池。

· 整套系统采用PLC控制，自动化程度高。

三、 工艺介绍

曝气生物滤池工艺原理曝气生物滤池(BAF，Biological Aerated Filter)也叫淹没式曝气生物滤池。国外从20世纪初开始进行研究，于80年代末基本成型，后不断改进，并已开发出多种形

式。在开发过程中，充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物，定期反冲洗等特点于一体。

曝气生物滤池工艺是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，其基本原理是：在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，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。

曝气生物滤池工艺作为一种新型生物处理技术，从诞生至今经历了一段快速发展的过程，最初仅用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处

理，现在已经应用到水体富营养化控制，中水回用和微污染水、高浓度废水、城市生活污水处理等各个领域，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体功能于一身，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。

根据污水在滤池运行中过滤方向不同，曝气生物滤池可分为上向流和下向流滤池，但池型结构基本相同，其主体都是由滤池池体、滤料层、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。上向流曝气生物滤池在结构上采用气水平行上向流态，同时采用强制鼓风曝气技术，使气、水得到极好的均分，防止了气泡在滤料中的凝结，氧气利用率高且能耗低；同时，采用气水平行上向流，使空间过滤作用能被更好地运用，空气能将污水中的悬浮物带入滤床深处，在滤池中得到高负荷、均匀的固体物质，延长反冲洗周期，减少清洗时间和清洗需水、气量。早期曝气生物滤池应用形式大多采用下向流，近些年来由于下向流形式的诸多缺陷以及上向流形式的众多优点在应用中被证实，上向流曝气生物滤池的应用和研究也因此逐渐成为

主流。

曝气生物滤池（BAF）工艺原理及印染废水 深度处理中应用

时间：2010-3-19 20:43:47 | 来源：中国印染化学品网 | 浏览次数：256

曝气生物滤池（BAF）工艺原理及印染废水 深度处理中应用

梅巍 许峰

（1、哈尔滨市市政工程研究院，黑龙江哈尔滨150001 2、嘉善环保局,浙江嘉善314100）

摘要：本文介绍了曝气生物滤池的工艺原理和应用现状，在此基础上，结合印染废水深度处理的特点，给出了应用曝气生物滤池处理印染废水的 组合工艺。

关键词：曝气生物滤池；印染废水；

深度处理；组合工艺

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，借鉴给水滤池工艺而开发的污水处 理新工艺，最初用于污水的三级处理，后发展成直 接用于二级处理。自80年代在欧洲建成第一座曝 气生物滤池污水处理厂后，曝气生物滤池已在欧美 和日本等发达国家广为流行，目前世界上已有数百 多座大大小小的污水处理厂采用了这种技术。随着 研究的深入，曝气生物滤池从单一工艺逐渐发展成 综合工艺，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮除 磷、除去AOX的作用。

1关于曝气生物滤池

1.1曝气生物滤池工艺原理

尽管曝气生物滤池池体类型以及运行方式有 多种多样，各有特点，但其基本原理是都是以过滤 为主体的生化处理工艺，通常由配水系统、曝气系 统、粒状的填料床、出水、反洗水收集系统以及自控 系统等组成。曝气生物滤池实质是一种生物膜法， 即在曝气池中填充生物填料，利用填料表面附着的 生物膜降解水

中污染物的处理单元。由于所选填料 自身的特点，填料表面容易附着生物膜。生物膜中 生长着众多种属和数量的微生物，有好氧菌、兼氧

菌、厌氧菌，所以曝气生物滤池对水中的各种有机 物都有一个很好的去除作用，同时对氨氮也有很高 的去除效率。

1.2曝气生物滤池研究应用现状

曝气生物滤池可分为上向流和下向流两种，早 期曝气生物滤池多采用下向流，如BIOCARBON1[。] 现在多采用上向流方式（即采用气水同向流），使布 水、布气更加均匀，同时在水气上升过程中可把底 部截留的SS带入滤池中上部，增加了滤池的纳污 能力，延长了工作周期。目前，上向流曝气生物滤池 有BIOFOPR、BIOSTYR、COLOX、Deepbed、BIOP－ UR等多种形式[2，]其中BIOFOPR和BIOSTYR应 用较为广泛。作为在20世纪80年代末在欧美发展

起来的一种新型污水处理技术，国内外学者在BAF 工艺处理方面做了大量的工作，对其滤料选择、硝 化反硝化脱氨氮、除磷、动力学机理以及反冲洗等 各个方面都作了深入的研究。

滤料的合理选择往往关系到BAF的处

理效 果。等用天然沸石作滤料对纺织废水进 行处理，效果明显好于砂砾，原因归结于天然沸石 具有更强的阳离子交换能力和更大的比表面积3[。] 田文华等以沸石滤料为例，研究了滤料粒径对曝气 生物滤池硝化性能的影响。研究表明，滤料粒径为 2~3mm的比4~5mm的对氨氮的去除率高。在温度 为20℃时，前者的硝化速率常数比后者高63.1%， 同一条件下的硝化强度也高39.7%4[。] 在曝气生物滤池降解氨氮方面，等的 实验结果表明，在温度为22℃、氨氮负荷2.5 kg/ (m3·d)条件下，BAF对氨氮的去除率可达90％以上 5[] 。在此后的实验中，等比较了前置反硝化和 后置反硝化的优劣，指出反硝化过程最佳滤速为

10~15m/h[6。]-Polanco等（2000）研究了硝化曝 气生物滤池中异氧菌和硝化菌的空间分布情况，发 现硝化细菌、亚硝化细菌在反应器中的空间分布与 CODcr浓度有关，呈现明显的分区分布[7。]马军等 （2003）研究了曝气生物滤池中亚硝酸盐的积累及影响因子，在反应器中发现了明显的亚硝酸盐的积 累现象，并表现出显著的短程硝化反硝化特征8[。] 在曝气生

物滤池除磷方面，mna等 人的研究结果显示，对上流式BAF对TP的去除率 大致为26%，要进一步提高除磷效果需通过化学沉 淀或厌氧好氧交替促进磷的过剩吸收9[。]Gnocalves

等进行BAF同步脱氮除磷的研究时发现，进水方

式对磷去除效果没有差异性影响[10。]等发现 利用BAF反硝化脱氮时，如利用水解污泥或水解 固体废物作外加碳源，可同时去除比微生物生长需 要高3倍的磷。文献报道有机物和磷的去除是由于 生物吸附和生物积累作用的结果1[1。]同步生物除磷 脱氮效能较低一直是曝气生物滤池的缺点之一，因 此在这方面取得突破是研究的重要方向。 在BAF的动力学研究方面在BAF的动力学 研究方面。等通过对BAF处理合成碳 水化合物废水的研究，提出了一种理论模型，他们 认为底物利用速率是底物浓度的双曲线函数，固体 停留时间是水力停留时间、有机物负荷及冲洗因子 (washout

factor)的函数1[2。]

2印染废水深度处理工艺

目前印染废水深度处理可选择的工艺方法主 要有：物理化学法、高级氧化法、生物

法等。

2.1物理化学法

吸附法是目前物化法中最常用的去除水中污 染物的方法。这种方法是将活性炭、粘土等多孔物 质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗 粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在 多孔物质表面上或被过滤除去。常用的吸附剂主要 有活性炭、吸附树脂、硅藻土等，目前在印染废水深 度处理方面主要利用活性炭。膜分离的方法是一种 新兴的高效分离、浓缩、提纯和净化的技术。随着膜 技术的发展，膜在印染废水深度处理中的应用也会

越来越多。目前膜工艺应用到实际中主要障碍是： 投资和运行费高，易发生堵塞，需要高水平的预处 理和定期的化学清洗，还存在浓缩物的处理问题。

2.2高级氧化法

化学法主要有混凝、高级氧化和电化学等方 法。化学氧化法印染废水处理应用的氧化剂很多， 常用的是臭氧(O3)和H2O2/Fenton。研究表明，O3能迅 速而广泛地氧化分解水中的大部分有机物。光催化 氧化技术利用强氧化剂

如Fenton、O3、H2O2等在 UV辐射下产生具有强氧化能力的HO·来处理废 水，常见的光催化氧化技术有UV/Fenton、UV/O3、 Uv/H2O2等。采用光敏化半导体为催化剂处理有机 废水是近年来研究较多的一个分支。光敏化氧化以 光敏化半导体为催化剂，大多采用TiO2为代表的 钛系半导体触媒或贵金属催化剂。

2.3生物法

生物技术不仅应用于印染废水的二级处理中， 还可以作为印染废水的深度处理技术。目前，研究 热点是针对二级出水中污染物大都是难生物降解 的特点，开发出新型反应器，以进一步降低二级出 水中的CODCr浓度和色度色度。

3曝气生物滤池应用于印染废水深度处理工 艺

根据曝气生物滤池的特点，结合印染废水的特 性及深度处理要求，组合的处理工艺如下：①二级处理尾水→气浮→曝气生物滤池→排放。②二级 处理尾水→气浮→曝气生物滤池→过滤→排放（回 用）。③二级处理尾水→气浮→臭氧氧化→曝气生 物滤池→多级过滤→离子

交换→回用。 组合工艺①主要适用不能稳定达标或标准要 求提高后的深度处理工艺，组合工艺②为标准要求 提高或回用标准要求较低的深度处理工艺，组合工 艺③为工艺回用水标准要求的深度处理工艺。 组合工艺的气浮单元主要是去除废水中的 SS，这是应用曝气生物滤池必须注意的环节；曝气 生物滤池后的滤单元，也主要是去除SS，其目的则 是为后续单元创造条件。

4结语。在应用以曝气生物滤池为主体的印染 废水深度处理工艺中，一定要根据尾水特点和最终 要求，选择合适的组合工艺。由于曝气生物滤池的 优越性，有理由相信其会在今后的设计工艺中越来 越多的被采用

曝气生物滤池设计与施工的若干问题

黄 宇 萍

（东莞市科达环保工程有限公司）

摘 要∶曝气生物滤池是一种新型的水处理工艺，兼具生物膜法和活性污泥法的许多优点。结合工程实践，从主要参数、池型选择、滤板滤梁、滤头与开孔率、承托层、空气压缩系统、滤头防堵、土建质量、空气管道吹扫以及调试等方面讨论污水处理上向流曝气生物滤池（UBAF）设计与施工过程应注意的问题。

关键词∶曝气生物滤池；污水处理；上向流；设计；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

曝气生物滤池是二十世纪八十年代后期开发的一种污水处理新工艺，1990年法国OTV公司建造了世界第一座曝气生物滤池，称之为“淹没式固定生物膜曝气滤池”。由于它克服了活性污泥法占地面积大、易散发臭气及运行不稳定等缺点而备受关注。目前全世界建成运行的曝气生物滤池已达几百座。它属于生物膜法的范畴，又兼具有活性污泥法某些特点。滤池内放置

直径只有几个毫米的多孔滤料作为生物群落的附着繁殖介质，通过设在滤层下面的配气系统（也有置于滤层中间者）向生物群落供气（气源为鼓风机）。对污水的净化除主要依靠滤料上的生物膜外，滤层内还截留了大量类似活性污泥的悬浮生物，对污染物质也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底进水池顶出水，有的也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，钢筋混凝土滤板及滤头则安装于池的顶部，以阻挡滤料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系统。轻质多孔滤料粒径小、比表面积大，容积负荷可以很高，滤池面积可大大缩小。由于水流方向与滤料压密方向一致，可同时完成生物接触氧化与固液分离，通常可省去后续的二沉池。随着过滤进程，生物膜不断增厚、老化、脱落，滤层截留的悬浮物也逐渐增多，过滤阻力同步增加，需定期进行反冲洗以恢复其净化能力。冲洗方式为三段式气水反冲洗，即先气洗，气水联合冲洗然后单独水洗。反洗空气由鼓风机通过池底的配气系统提供。反洗水流方向则自上而下（上向流滤池）或自下而上（下向流滤池）。上向流滤池的冲洗水贮存于滤板之上，利用同组

滤池的出水进行重力冲洗，不需要冲洗水泵。近年来我国建设了若干座上向流曝气生物滤池（UBAF），形式有所变化，其构造类似给水V型滤池。配水配气系统设于滤池底部，采用钢筋混凝土滤板和长柄滤头。为防止滤料流失，在出水堰前加设栅形稳流板，出水堰顶面做成60°斜坡。冲洗方式仍为三段式气水反冲洗，需设反洗水泵。当对出水有脱氮要求时，一般需采用两级曝气生物滤池，通过控制供氧在滤层内分别造就缺氧或好氧环境，令生物膜上繁殖的优势菌种分别为好氧异养菌或硝化菌、反硝化菌，从而达到除碳及脱氮目的。除磷则以化学絮凝法为主（滤前投加铁盐或铝盐），滤池内聚磷菌在厌氧与好氧交替情况下对污水中磷的过剩摄取能力进行生物除磷为辅。此外，我国还有在给水预处理上应用曝气生物滤池的范例。它成功地降低了微污染原水的COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出厂水的水质和生物稳定性。曝气生物滤池具有流程筒单，水力负荷及容积负荷大，占地小，投资省，运行成本较低，出水水质好等优点，既适用于大中小型的城市生活污水及某些工业废水处理（如啤酒、印染、食品加工废水），也可用于给水预

处理。但是，它的池体结构较复杂，设备较多，自动化程度较高，要求较高的建造质量及运行管理水平。本文结合工程实践讨论污水处理上向流曝气生物滤池（UBAF）设计施工应注意的若干问题 。

1.主要参数

进水水质（mg/l）∶COD 100-1000 BOD5

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

10-40

出水水质（mg/l）∶COD<40 BOD5<20

SS<20 NH3-N<10 TKN<15

容积负荷NS∶2-6 kg BOD5/(m.d) 4-12

kgCOD/(m.d)

NS取值与进水、出水水质密切相关。有机物容积负荷越高，出水中有机物剩余浓度也越大。例如，城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l，NS可取3.5-5.0，当要求出水BOD5 5-10 mg/l时，NS则应降为2.5-3.2。当NS>3时，NH3-N的去除受抑制，NS>4时，NH3-N的去除受明显抑制。有硝化脱氮要求时，还应考虑硝化负荷，一般为33

0.3-0.8kgNH3-N /(m.d)。故应根据原水性质及处理要求选取合适的NS值。

水力负荷∶3-6m3/m2.h

去除率∶COD>90% BOD5>90% NH3-N>90%

SS>90%

滤料∶滤料选择除粒度、密度、空隙率、机械强度、化学稳定性、不含毒、害物质等方面的要求外，最重要的是比表面积。比表面积越大，单位滤料中生长的微生物量越多，生化处理效率越高。材质可用轻质陶粒、无烟煤、石英砂、塑料等，以圆形轻质陶粒滤料较佳。粒径3-6mm，滤层厚度2.5-4.5m。

冲洗强度∶水4-10 l/m2.s ，气12-20

l/m.s ，滤层膨胀率约10% 。

冲洗方式∶长柄滤头配水配气。先气洗3-5min，然后气水联合洗3-5min，最后单水洗3-5min。通过冲洗把滤层内截留的污泥及老化的生物膜排出，但冲洗强度不可过大，以保留足够的活性生物膜，为下一周期生化处理能力的恢复创造条件。冲洗耗水量为滤水量的7-10%。

曝气∶为微生物提供生长繁殖所需的溶解23

氧，并有搅动滤层，促进老化膜脱落更新的功能。需氧量约0.42－0.8kgO2/ kg BOD5，可用安装于滤板面上的穿孔管或空气扩散器（曝气头）配气。为防止水倒流，反冲洗空气干管及曝气干管的管底应局部抬高至滤池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

单格过滤面积∶50-100m2

2. 池型

为了保证反冲洗效果，单池面积不宜太大（≤100 m2），平面上通常采用矩形，单侧配水配气，纵横向长度比1∶1.2－1∶1.5，纵向（短边）长≤8 m并应在横向（长边）前端沿全长设配水配气室均匀地配水配气。进水孔位于滤池底板面上。进气孔顶应与滤板底持平或稍低，孔径（50-80mm）不宜过大。某工程设计池横向两端各一米多长无进水进气孔，滤梁顶面又无平衡孔；进气孔位于滤板底下300mm处，孔径d100mm，导致反冲洗时滤池两侧由于滤梁阻隔没有反洗空气通过，中部则发生严重的射流，布气显然无均匀可言。

3.滤板、滤梁

曝气生物滤池滤板、滤梁的设计施工要求与给水V型滤池相同，滤梁设计除了保证纵向强度外还应具备必要的横向刚度，以抵御滤板安装时可能发生的水平力的作用。滤板、滤梁的强度应比池体砼提高一级，其制作、安装的精度要求很高，一般土建单位难以达到，应交由专业厂家用专用钢模生产。滤板宜采用卧式模具，每次生产一块，脱模时间为24h（夏季高温时应不少于16h即两天三脱模）。为缩短制作、安装周期，有人曾采用ABS板材制作底模整体现浇滤板，但因底模凹凸不平，配气配水不够均匀，且造价与预制相比增加50-100％。 某单位采用立式模具，据称每次可生产五块。但模具内气体排除困难，所产滤板气泡很多，强度很低；钢筋位置难固定，露筋多；滤板边缘密实度更低，毛刺、缺损、掉角甚多，导致全部翻工重做。某工程把滤梁交由滤池土建单位现场浇制，虽然施工时费煞了苦心，但拆模后检查仍有不少预埋螺栓偏位过大（滤板安装位置不足，一格池甚至多达20块滤板放不下），梁身弯曲不直（突出部位滤头杆插

入受阻，凹陷部位滤板支承面不够，应力过于集中），梁顶面最大水平误差竟达19mm，直接影响滤板的安装和使用寿命。

4.滤头与开孔率

曝气生物滤池通常采用小阻力配水系统（长柄滤头）。滤池进水虽然已经预处理，其中的悬浮物质仍然较多，且较粗大，特别是生活污水粘稠物质多，水中混有许多塑料薄膜碎片，对滤头危害很大。为了避免堵塞，滤头缝隙应比给水滤头宽（2.0-2.5mm），每个滤头缝隙总面积约250-350 mm。开孔比可比给水滤池大，约0.011-0.015。配气孔直径2.0-2.5 mm，位置应在滤杆丝扣之下或与滤板底面平，它与滤杆下端的配水条形孔的距离应保持150-200mm以上。开孔比过大除了影响反冲洗均匀性外，还导致配水配气稳定性下降（对反洗系统内其它因素的微小变化敏感）。某工程采用开孔比0.027，滤头配气孔（d=4mm）位置偏低（距滤板底238mm，距配水条形孔仅50mm），试运转时发现不仅冲洗不均匀，产生了强烈的脉冲；而且当空气压力变化气垫层下界面发生波动时，大量空气从下界面2

降低的区域内之滤头（通过配水条形孔）喷射而出，即产生所谓“气垫层击穿”现象。

5.承托层

给水V型滤池滤头缝隙窄（0.25-0.3mm）,开孔比小（约0.008-0.01）配水较均匀，滤料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，砾石承托层可简化为一层（粒径2-4mm，厚100-150mm）。曝气生物滤池滤头缝隙宽，开孔比大，冲洗强度较大，滤料为3-6mm的陶粒滤料，砾石承托层建议分为2-4mm，4-8mm，8-16mm三层布置，每层厚50-100mm。

6.滤头防堵

上向流曝气生物滤池从滤板下进水，水中含较多悬浮物（特别是塑料薄膜碎片），长期运行滤头堵塞难以避免，一旦出现很难清洗。某污水厂曾因此而导致反冲洗时把滤板掀翻这样的严重后果。设计上除在池壁滤板底高度下设检修人孔外，还应考虑必要时利用滤池水位迅速地从上而下逆向冲洗滤头把堵塞物排走的相应措施。

7.压缩空气系统

曝气生物滤池与给水V型滤池一样通常采用气动蝶阀控制。后者的动力是压缩空气。压缩空气应经过仔细的过滤、干燥然后通过管道输送到各气动阀门的电磁阀上。压缩空气系统的管道由于接头多，施工时应注意其气密性。否则会由于漏气导致空压机频繁起动，既浪费能源又影响空压机的寿命。为减少空压机起动频率，系统内另配一个较大的贮气罐是必要的。管道材质最好采用不锈钢管（或无缝钢管），焊接接头。通往各格滤池或设备（反洗水泵、鼓风机）的支管前端应有控制阀门（法兰连接），便于分段检修。镀锌钢管（丝扣连接）接头气密性较差；长期运行内壁生锈，锈斑一旦脱落便会堵塞电磁阀。某工程采用铝塑复合管，虽可防止锈蚀，但因其刚度不足，运行时在空气压力作用下接头处容易脱开。

8.土建质量

曝气生物滤池对土建施工质量的要求与给水V型滤池相同。一般土建施工单位对此往往

不了解或不重视。设计院及监理公司必须反复强调，加强过程监控，逐条逐项落实。尤其是某些关键部位，如池壁平直度，相邻池壁垂直度，进气进水孔孔中心标高、间距、方向，进出水溢流堰堰顶水平度及标高，预留孔、预埋件的位置及其固定程度，模板支撑的可靠性等等，更应层层把关，反复检查验收。池内壁下部四周的凸缘（支承滤板及不锈钢压板用）应与池壁同时浇筑，否则凸缘与池壁砼分离，反冲洗时接合面容易漏气。预埋钢板螺栓、防水套管的安装定位也是一个薄弱环节，必须在模板安装时把它们固死，防止浇灌砼过程中移位，否则会给后续的设备、管道安装带来很大的困难。某工程浇灌池壁后发现预埋不锈钢螺栓（固定滤板用）少了十多支，便采用同口径不锈钢膨胀螺栓补足。这显然是错误的。因为螺栓孔内混凝土在水的侵蚀下一旦溶化，磨擦力便丧失殆尽。此情况下，建议采用化学锚着不锈钢螺栓补救，但费用较高。某工程进气孔采用预埋d=100mmPVC短管形式，短管与该处池壁同厚（580mm）。由于设计文件对该孔安装精度没提要求，施工单位也疏忽大意安装不牢，结果各孔高低不一（实测最大误差达95 mm），

方向各异（指短管走向，明显地向上下左右偏移的约占一半），参差不齐，对配气均匀性影响很大。

9.空气管道吹扫

曝气生物滤池的空气管道有压缩空气管、反冲气管及曝气管，它们在通水冲洗、压力试验并排干水分后均需使用空气进行吹扫（曝气管吹扫应在曝气头安装前进行）。操作的依据是«工业金属管道工程施工及验收规范（GB 50235-97）»，吹扫风速宜不低于20m/s。应先吹扫压缩空气管道，后吹扫反冲气管及曝气管。吹扫气源最好分别利用已安装好的空压机、反洗鼓风机和曝气风机。吹扫顺序应按（离气源）先近后远，逐段吹扫（其余段应关闭相应支管的控制阀门）。验收合格的标准是：待出风口目测无水渍、粉尘后，在该处放置一块涂上白漆的木制靶板，5min内靶板上不发现铁锈、尘土、水分及其它杂物，即为合格。

10.调试

曝气生物滤池的配水配气及曝气系统安装过程应进行以下项目的验收测试∶

⑴滤板安装平整度测试 滤板制作的外表质量（指单块表面平整度、外形几何尺寸误差等）是保证安装质量的前提条件之一，其目的是使滤板安装后上、下表面尽可能水平、光滑，所有滤头杆上的气孔、配水条形孔保持在同一高度上，以提高气水反冲洗均匀性和稳定性。安装平整度测试在滤板安装后进行。用水平仪抽检（以毫米刻度的钢直尺为标尺）滤板的上表面，要求单块滤板安装平整度误差≤1 mm，单格滤池内安装平整度误差≤5 mm。

⑵滤板嵌缝气密性测试 滤板嵌缝养护完成后，检查嵌缝应平整、无气孔、无裂纹；不锈钢压板安装应平稳牢固。向全部滤头座拧上堵头（除其中一个接出气压表外），往池内注入约20cm深水，开动反洗风机或空压机供气，通过排气阀调整滤板下压力。试验压力0.04－0.05Mpa，恒压10min。所有嵌缝均无气泡冒出为合格。否则应详细记录漏点位置，排水修复后重新试验直至合格为止。本项测试务必控制好试验压力，压力过高会导致掀翻、打烂滤板滤梁。

⑶滤头配气均匀性测试 卸下堵头拧上滤头。滤头安装应由有经验的师傅使用扭矩钣手进行，防止用力不均。检查滤头无损坏，位置正确，安装牢固。放水入池，水位以淹没滤头顶部为准（此时已有足够水量通过滤头渗至滤板下面）。开动反洗风机向该池供气。俟风机运转正常后，观察检查滤头有无损坏、松脱（个别滤头出气特别大），反冲洗配气是否均匀。

⑷曝气头配气均匀性测试 曝气头及其配气管道安装完成后，检查支架及曝气头安装位置是否正确，有无松动。往池内注水，水位高于曝气头顶约20cm。启动曝气风机，俟其运转正常后，观察检查曝气头有无损坏、松动（个别曝气头出气特别大），配气是否均匀。

结语

曝气生物滤池（BAF）是一种新型的给水、污水生物处理工艺，具有处理效率高、出水水质好、适用范围广等优点，值得进一步研究推广。但是其构造相对复杂，建造质量要求较高，必须在设计、施工中认真对待，妥善解决。

曝气生物滤池是二十世纪八十年代后期开发一种污水处理新工艺，1990年法国OTV公司建造了世界第一座曝气生物滤池，称之为“淹没式固定生物膜曝气滤池”。它克服了活性污泥法占面积大、易散发臭气及运行不稳定等缺点而备受关注。目前全世界建成运行曝气生物滤池已达几百座。它属于生物膜法范畴，又兼具有活性污泥法某些特点。滤池内放置直径几个毫米多孔滤料作为生物群落附着繁殖介质，设滤层下面配气系统（也有置于滤层中间者）向生物群落供气（气源为鼓风机）。对污水净化除主要依靠滤料上生物膜外，滤层内还截留了大量类似活性污泥悬浮生物，对污染物质也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底进水池顶出水，有也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，钢筋混凝土滤板及滤头则安装于池顶部，以阻挡滤料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系统。轻质多孔滤料粒径小、比表面积大，容积负荷可以很高，滤池面积可大大缩小。水流方向与滤料压密方向一致，可同时完成生物接触氧化与固液分离，通常可省去后续

二沉池。过滤进程，生物膜不断增厚、老化、脱落，滤层截留悬浮物也逐渐增多，过滤阻力同步增加，需定期进行反冲洗以恢复其净化能力。冲洗方式为三段式气水反冲洗，即先气洗，气水联合冲洗然后单独水洗。反洗空气由鼓风机池底配气系统提供。反洗水流方向则自上而下（上向流滤池）或自下而上（下向流滤池）。上向流滤池冲洗水贮存于滤板之上，利用同组滤池出水进行重力冲洗，不需要冲洗水泵。近年来我国建设了若干座上向流曝气生物滤池（UBAF），形式有所变化，其构造类似给水V型滤池。配水配气系统设于滤池底部，采用钢筋混凝土滤板和长柄滤头。为防止滤料流失，出水堰前加设栅形稳流板，出水堰顶面做成60°斜坡。冲洗方式仍为三段式气水反冲洗，需设反洗水泵。当对出水有脱氮要求时，一般需采用两级曝气生物滤池，控制供氧滤层内分别造就缺氧或好氧环境，令生物膜上繁殖优势菌种分别为好氧异养菌或硝化菌、反硝化菌，达到除碳及脱氮目。除磷则以化学絮凝法为主（滤前投加铁盐或铝盐），滤池内聚磷菌厌氧与好氧交替情况下对污水中磷过剩摄取能力进行生物除磷为辅。此外，我国还有给水预处理上应用曝气生物滤池范例。它成功降低了微污染原水COD、NH3-N、NO2和AOC，提高出厂水水质和生物稳定性。曝气生物滤池具有流程筒单，水力负荷及容积负荷大，占小，投资省，运行成本较低，出水水质好等优点，既适用于大中小型城市生活污水及某些工业废水处理（如啤酒、印染、食品加工废水），也可用于给水预处理。，它池体结构较复杂，设备较多，自动化程度较高，要求较高建造质量及运行管理水平。本文结合工程实践讨论污水处理上向流曝气生物滤池（UBAF）设计施工应注意若干问题 。

1.主要参数

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

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

容积负荷NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d) 4-12 kgCOD/(m3.d)

NS取值与进水、出水水质密切相关。有机物容积负荷越高，出水中有机物剩余浓度也越大。例如，城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l，NS可取3.5-5.0，当要求出水BOD5 5-10 mg/l时，NS则应降为2.5-3.2。当NS>3时，NH3-N去除受抑制，NS>4时，NH3-N去除受明显抑制。有硝化脱氮要求时，还应考虑硝化负荷，一般为0.3-0.8kgNH3-N /(m3.d)。故应原水性质及处理要求选取合适NS值。

水力负荷∶3-6m3/m2.h

去除率∶COD>90% BOD5>90% NH3-N>90% SS>90%

滤料∶滤料选择除粒度、密度、空隙率、机械强度、化学稳定性、不含毒、害物质等方面要求外，最重要是比表面积。比表面积越大，单位滤料中生长微生物量越多，生化处理效率越高。材质可用轻质陶粒、无烟煤、石英砂、塑料等，以园形

轻质陶粒滤料较佳。粒径3-6mm，滤层厚度2.5-4.5m。

冲洗强度∶水4-10 l/m2.s ，气12-20 l/m2.s ，滤层膨胀率约10% 。

冲洗方式∶长柄滤头配水配气。先气洗3-5min，然后气水联合洗3-5min，最后单水洗3-5min。冲洗把滤层内截留污泥及老化生物膜排出，但冲洗强度不可过大，以保留足够活性生物膜，为下一周期生化处理能力恢复创造条件。冲洗耗水量为滤水量7-10%。

曝气∶为微生物提供生长繁殖所需溶解氧，并有搅动滤层，促进老化膜脱落更新功能。需氧量约0.42－0.8kgO2/ kg BOD5，可用安装于滤板面上穿孔管或空气扩散器（曝气头）配气。为防止水倒流，反冲洗空气干管及曝气干管管底应局部抬高至滤池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

单格过滤面积∶50-100m2

2. 池型

保证反冲洗效果，单池面积不宜太大（≤100 m2），平面上通常采用矩形，单侧配水配气，纵横向长度比1∶1.2－1∶1.5，纵向（短边）长≤8 m并应横向（长边）前端沿全长设配水配气室均匀配水配气。进水孔位于滤池底板面上。进气孔顶应与滤板底持平或稍低，孔径（50-80mm）不宜过大。某工程设计池横向两端各一米多长无进水进气孔，滤梁顶面又无平衡孔；进气孔位于滤板底下300mm处，孔径d100mm，导致反冲洗时滤池两侧滤梁阻隔没有反洗空气，中部则发生严重射流，布气显然无均匀可言。

3.滤板、滤梁

曝气生物滤池滤板、滤梁设计施工要求与给水V型滤池相同，滤梁设计保证纵向强度外还应具备必要横向刚度，以抵御滤板安装时可能发生水平力作用。滤板、滤梁强度应比池体砼提高一级，其制作、安装精度要求很高，一般土建单位难以达到，应交由专业厂家用专用钢模生产。滤板宜采用卧式模具，每次生产一块，脱模时间为24h（夏季高温时应不少于16h即两天三脱模）。为缩短制作、安装周期，有人曾采用ABS板材制作底模整体现浇滤板，但因底模凹凸不平，配气配水不够均匀，且造价与预制相比增加50-100％。 某单位采用立式模具，据称每次可生产五块。但模具内气体排除困难，所产滤板气泡很多，强度很低；钢筋位置难固定，露筋多；滤板边缘密实度更低，毛刺、缺损、掉角甚多，导致全部翻工重做。某工程把滤梁交由滤池土建单位现场浇制，施工时费煞了苦心，但拆模后检查仍有不少预埋螺栓偏位过大（滤板安装位置不足，一格池多达20块滤板放不下），梁身弯曲不直（突出部位滤头杆插入受阻，凹陷部位滤板支承面不够，应力过于集中），梁顶面最大

水平误差竟达19mm，直接影响滤板安装和使用寿命。

4.滤头与开孔率

曝气生物滤池通常采用小阻力配水系统（长柄滤头）。滤池进水已经预处理，其中悬浮物质仍然较多，且较粗大，特别是生活污水粘稠物质多，水中混有许多塑料薄膜碎片，对滤头危害很大。避免堵塞，滤头缝隙应比给水滤头宽（2.0-2.5mm），每个滤头缝隙总面积约250-350 mm2。开孔比可比给水滤池大，约0.011-0.015。配气孔直径2.0-2.5 mm，位置应滤杆丝扣之下或与滤板底面平，它与滤杆下端配水条形孔距离应保持150-200mm以上。开孔比过大影响反冲洗均匀性外，还导致配水配气稳定性下降（对反洗系统内其它因素微小变化敏感）。某工程采用开孔比0.027，滤头配气孔（d=4mm）位置偏低（距滤板底238mm，距配水条形孔仅50mm），试运转时发现冲洗不均匀，产生了强烈脉冲；当空气压力变化气垫层下界面发生波动时，大量空气从下界面降低区域内之滤头（配水条形孔）喷射而出，即产生所谓“气垫层击穿”现象。

5.承托层

给水V型滤池滤头缝隙窄（0.25-0.3mm）,开孔比小（约0.008-0.01）配水较均匀，滤料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，砾石承托层可简化为一层（粒径2-4mm，厚100-150mm）。曝气生物滤池滤头缝隙宽，开孔比大，冲洗强度较大，滤料为3-6mm陶粒滤料，砾石承托层建议分为2-4mm，4-8mm，8-16mm三层布置，每层厚50-100mm。

6.滤头防堵

上向流曝气生物滤池从滤板下进水，水中含较多悬浮物（特别是塑料薄膜碎片），长期运行滤头堵塞难以避免，一旦出现很难清洗。某污水厂曾而导致反冲洗时把滤板掀翻这样严重后果。设计上除池壁滤板底高度下设检修人孔外，还应考虑必要时利用滤池水位迅速从上而下逆向冲洗滤头把堵塞物排走相应措施。

7.压缩空气系统

曝气生物滤池与给水V型滤池一样通常采用气动蝶阀控制。后者动力是压缩空气。压缩空气应仔细过滤、干燥然后管道输送到各气动阀门电磁阀上。压缩空气系统管道接头多，施工时应注意其气密性。否则会漏气导致空压机频繁起动，既浪费能源又影响空压机寿命。为减少空压机起动频率，系统内另配一个较大贮气罐是必要。管道材质最好采用不锈钢管（或无缝钢管），焊接接头。通往各格滤池或设备（反洗水泵、鼓风机）支管前端应有控制阀门（法兰连接），便于分段检修。镀锌钢管（丝扣连接）接头气密性较差；长期运行内壁生锈，锈斑一旦脱落便会堵塞电磁阀。某工程采用铝塑复合管，虽可防止锈蚀，但因其刚度不足，运行时空气压力作用下接头处容易脱开。

8.土建质量

曝气生物滤池对土建施工质量要求与给水V型滤池相同。一般土建施工单位对此往往不了解或不重视。设计院及监理公司必须反复强调，加强过程监控，逐条逐项落实。尤其是某些关键部位，如池壁平直度，相邻池壁垂直度，进气进水孔孔中心标高、间距、方向，进出水溢流堰堰顶水平度及标高，预留孔、预埋件位置及其固定程度，模板支撑可靠性等等，更应层层把关，反复检查验收。池内壁下部四周凸缘（支承滤板及不锈钢压板用）应与池壁同时浇筑，否则凸缘与池壁砼分离，反冲洗时接合面容易漏气。预埋钢板螺栓、防水套管安装定位也是一个薄弱环节，必须模板安装时把它们固死，防止浇灌砼过程中移位，否则会给后续设备、管道安装带来很大困难。某工程浇灌池壁后发现预埋不锈钢螺栓（固定滤板用）少了十多支，便采用同口径不锈钢膨胀螺栓补足。这显然是错误。螺栓孔内混凝土水侵蚀下一旦溶化，磨擦力便丧失殆尽。此情况下，建议采用化学锚着不锈钢螺栓补救，但费用较高。某工程进气孔采用预埋d=100mmPVC短管形式，短管与该处池壁同厚（580mm）。设计文件对该孔安装精度没提要求，施工单位也疏忽大意安装不牢，结果各孔高低不一（实测最大误差达95 mm），方向各异（指短管走向，明显向上下左右偏移约占一半），参差不齐，对配气均匀性影响很大。

9.空气管道吹扫

曝气生物滤池空气管道有压缩空气管、反冲气管及曝气管，它们通水冲洗、压力试验并排干水分后均需使用空气进行吹扫（曝气管吹扫应曝气头安装前进行）。操作依据是«工业金属管道工程施工及验收规范（GB 50235-97）»，吹扫风速宜不低于20m/s。应先吹扫压缩空气管道，后吹扫反冲气管及曝气管。吹扫气源最好分别利用已安装好空压机、反洗鼓风机和曝气风机。吹扫顺序应按（离气源）先近后远，逐段吹扫（其余段应关闭相应支管控制阀门）。验收合格标准是：待出风口目测无水渍、粉尘后，该处放置一块涂上白漆木制靶板，5min内靶板上不发现铁锈、尘土、水分及其它杂物，即为合格。

10.调试

曝气生物滤池配水配气及曝气系统安装过程应进行以下项目验收测试∶

⑴滤板安装平整度测试 滤板制作外表质量（指单块表面平整度、外形几何尺寸误差等）是保证安装质量前提条件之一，其目是使滤板安装后上、下表面尽可能水平、光滑，所有滤头杆上气孔、配水条形孔保持同一高度上，以提高气水反冲洗均匀性和稳定性。安装平整度测试滤板安装后进行。用水平仪抽检（以毫米刻度钢直尺为标尺）滤板上表面，要求单块滤板安装平整度误差≤1 mm，单格滤池内安装平整度误差≤5 mm。

⑵滤板嵌缝气密性测试 滤板嵌缝养护完成后，检查嵌缝应平整、无气孔、无

裂纹；不锈钢压板安装应平稳牢固。向全部滤头座拧上堵头（除其中一个接出气压表外），往池内注入约20cm深水，开动反洗风机或空压机供气，排气阀调整滤板下压力。试验压力0.04－0.05Mpa，恒压10min。所有嵌缝均无气泡冒出为合格。否则应详细记录漏点位置，排水修复后重新试验直至合格为止。本项测试务必控制好试验压力，压力过高会导致掀翻、打烂滤板滤梁。

⑶滤头配气均匀性测试 卸下堵头拧上滤头。滤头安装应由有经验师傅使用扭矩钣手进行，防止用力不均。检查滤头无损坏，位置正确，安装牢固。放水入池，水位以淹没滤头顶部为准（此时已有足够水量滤头渗至滤板下面）。开动反洗风机向该池供气。俟风机运转正常后，观察检查滤头有无损坏、松脱（个别滤头出气特别大），反冲洗配气是否均匀。

⑷曝气头配气均匀性测试 曝气头及其配气管道安装完成后，检查支架及曝气头安装位置是否正确，有无松动。往池内注水，水位高于曝气头顶约20cm。启动曝气风机，俟其运转正常后，观察检查曝气头有无损坏、松动（个别曝气头出气特别大），配气是否均匀。

结语

曝气生物滤池（BAF）是一种新型给水、污水生物处理工艺，具有处理效率高、出水水质好、适用范围广等优点，值进一步研究推广。其构造相对复杂，建造质量要求较高，必须设计、施工中认真对待，妥善解决