摘要：曝氣生物濾池(biological aerated filter)與普通活性污泥法相比，具有有機負荷高、占地面積小、投資少、濾池截污能力強、氧傳輸效率高、出水水質好等優點，但同時也存在進水預處理要求高、反沖洗水量和水頭損失大，運營成本偏高等不足。眉山市城市污水處理廠通過幾年來不斷摸索、總結和創新，在科學管理的基礎上對部分設施設備進行了改造和升級，有效地降低了運營成本，取得了較好的環境、經濟和社會效益。
關鍵詞：曝氣生物濾池（BAF）處理工藝 運行 管理
BAF污水處理工藝是90年代初最先在歐美發展起來的一種新型污水生物處理技術。是在普通生物濾池、高負荷生物濾池、生物濾塔、生物接觸氧化法等生物膜法的基礎上發展而來的，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質)的作用，其特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節省了后續沉淀池(二沉池)；其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，出水水質好等特點�？蓮V泛用于水體富營養化、生物污水、市政污水、生活雜排水、食品加工、釀造、化工、制藥、印染等可生活的污水和廢水處理。
1 概述
眉山市城市污水處理廠于2002年12月開工建設，2004年12月竣工，2005年5月投入試運行，設計規模為4萬噸/日，采用BAF曝氣生物濾池處理工藝，主要處理眉山市城區生活污水。目前老城區為雨污合流制，污水量占整個城區的60%，新城區為雨污分流制，污水量占整個城區的40%。
我廠自建成投運以來，通過不斷地優化工藝流程，完善自身管理機制，大膽探索勇于創新，在節能降耗和控制與降低運營成本方面收到了較為理想的效果。截止目前，我廠已累計處理污水4930萬噸�，F日處理污水量已達4萬噸，呈滿負荷狀態。出水水質經市環保部門檢測合格率為100%，達到一級B標排放標準，部份指標優于國家一級A標。
2 工藝流程及技術指標
2.1
工藝流程圖（見附件）
2.2
（表一） 設計進、出水水質指標
|
項目 |
COD |
BOD5 |
氨氮 |
SS |
總磷 |
|
設計進水水質 |
260 |
160 |
20 |
180 |
1 |
|
出水水質 |
≤60 |
≤20 |
≤5 |
≤20 |
≤0.5 |
2.3
（表二） 實際進、出水水質指標(2010年1-7月均值)
|
項目 |
COD |
BOD5 |
氨氮 |
SS |
總磷 |
|
進水水質 |
168 |
96 |
15 |
100 |
2.5 |
|
出水水質 |
31 |
13.5 |
0.62 |
13 |
0.75 |
3 生產環節中應注意的問題
3.1 強化預處理，降低SS指標
BAF工藝預處理環節包括粗格柵、提升泵房、細格柵、旋流沉砂池、分配井、斜管沉淀池、超細格柵等；每道工序相互連接、相互制約。
在操作實務中，我們發現如果粗、細格柵、沉砂池處理不徹底，一方面會造成沉淀池渣物較多，污泥濃度較高，引起桁架式刮吸泥機和污泥泵葉輪堵塞，離心脫水機在脫泥時，轉鼓螺旋片常被一些紙片、粗纖維、塑料品纏住，時間一長離心脫水機動平衡受到破壞，導致出現嚴重故障，影響正常生產。另一方面會增大超細格柵的運行負荷，影響超細格柵的使用效果，從而加重生物濾池的負荷。
所以預處理各個工段要緊密配合，強化預處理，力爭SS去除率達60%以上，盡量減輕生物濾池運行負荷。
3.2 合理控制反沖洗時間和強度
BAF生物濾池是整個工藝的核心部分。我廠的生物濾池分為兩級濾池，每級4個濾池，一、二級濾池組為串聯運行，共計8個生物濾池。濾料采用陶粒濾料，靠濾料間的生物膜對污水有機物進行降解，并靠濾料對懸浮物進行截留。時間一長，濾阻增大，根據水頭損失設定值，對濾池進行反沖洗。
合理的調整反沖洗時間和反沖洗的強度，對濾池的恢復和運行以及能耗都比較重要。濾池沖洗不到位會導致沖洗的頻率增加，過度沖洗又會使生物膜流失，延長濾池的恢復時間。在操作實務中，我們主要以每個濾池的池底壓力達到設定值作為沖洗條件（一級濾池：90kpa，二級濾池：68kpa）。通常一級濾池因負荷較大，沖洗時間在16～36小時，二級濾池沖洗時間在36～72小時。沖洗時由1名操作員在中控室遠程操作，1名操作員在現場指揮，根據沖洗的情況，增加汽沖、汽水聯合沖洗、水漂洗的強度和時間。如遇濾池堵塞嚴重時，可增加到兩臺鼓風機、兩臺水泵聯合沖洗，但要防止因強度過大造成沖洗池漫水，每次沖洗的時間通常在25～30分鐘，沖洗水量在500～550立方米左右為宜。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
4 部分技改項目及實施效果
4.1 技改項目
4.1.1 提升泵房有5臺污水泵，每臺流量約700m3/h，為解決了1臺水泵水量過小2臺水泵又過大的問題，我們在泵房加裝了兩臺變頻器，通過變頻器對進水提升泵進水量進行合理調節，保證了進水量的穩定。
4.1.2 在污泥脫水機房加裝儲泥斗。解決了因1臺污泥運輸車運力不夠而影響污泥正常生產的問題，提高了工作效率。
4.1.3 生物濾池加裝過水柵條。為盡量減少濾料在反沖選過程中流失，我們在每組濾池出水口處加裝了間隙為3mm的過水柵條（材質為304不銹鋼）。經過改造既保障了管道的暢通，又降低了濾料的損耗。
4.1.4 改進污泥濃縮機，提高了該機的轉速，并在污泥泵前加裝了破碎機，提高了污泥均勻度，防止離心脫水機堵塞，保證了出泥穩定性。
4.1.5 增大一級生物濾池曝氣頭膜片的孔徑。運行中我們發現一級鼓風機在工作時噪音、電流和風壓的數值均偏大，經過分析研究后，發現曝氣頭膜片孔徑偏小導致鼓風機曝氣阻力大，找到原因后，我們將一級生物濾池曝氣膜片孔徑由原來的1mm改為2mm，電流值隨之由原來的53A降到了43A，噪音和壓力值也明顯降低。
4.1.6 改造鼓風機冷卻系統。為降低水耗，我們將原有的鼓風機冷卻系統由直接排放改為冷卻塔循環用水，用水量由原來的180m3/日降至現在的30m3/日。僅此一項，一年就節約用水54750 m3，折合經費17.8萬元。
4.1.7 噪音控制與治理。為盡可能的降低廠區和周邊環境噪音影響，我們在鼓風機房安裝吸音墻以及在生物濾池散熱口改造通風系統，降低了廠區和周邊環境的噪音影響。（因鼓風機房內設備自身噪音較大，故改造前后無明顯變化）。
（表三） 噪音均值對比表dB(A)
|
位置 區分 |
鼓風機房 |
濾池散熱口 |
一級濾池池面 |
周邊 |
|
改造前 |
106 |
103 |
100 |
65 |
|
改造后 |
103 |
75 |
74 |
48 |
4.1.8 完成中控系統改造。為滿足相關環保要求，我司在經費相對緊張的情況下，結合自身工藝特點，僅用一個月時間，完成了中控系統升級整改工作，新添COD、氨氮進水在線監測儀各1臺，溶解氧儀4臺。并對中控系統軟件進行升級改造，使各種參數和歷史記錄數據完全滿足了環保檢驗要求，為進一步指導生產運行起到了重要作用。此次技改比周邊同工藝同規模污水處理廠節約資金近100萬元。
4.2 經濟效益
通過技術改造和合理調整工藝運行，我廠的每千方水電耗由設計時的平均380°/1000m3降至270°/1000m3以內，耗水量由設計時的180m3/日降至30 m3/日，有效地降低了運行成本。
（表四） 技改項目產生的經濟效益
|
項目 區分 |
理論耗量 |
實際耗量 |
單位節能 |
日節 約數 |
單價(元) |
折合日減少運行成本（元） |
備注 |
|
電耗(度/千方水) |
380 |
270 |
110 |
4400度 |
0.75 |
3300 |
現日處理4萬立方 |
|
水耗(噸/日) |
180 |
30 |
|
150噸 |
3.25 |
487.5 | |
|
日小計 |
|
|
|
|
|
3787.5 | |
|
年累計 |
|
|
|
|
|
138.2(萬元) |
5 幾點體會
5.1 嚴把設備選購關
一個污水處理廠，除了選擇正確的處理工藝外，設備質量的優劣與好壞，直接決定了整個工藝是否正常運行和達標排放。由于我國環保設備制造業起步較晚，設備制造的工藝和水平相對滯后。因此在設備選購上可以從國產設備的質量、穩定性和進口設備的技術成熟度這兩方面考慮。
5.1.1 國產設備
我廠非標設備粗、細格柵機均采用四川省成都市蜀潔環境工程有限責任公司生產制造設備，該設備機架部分材質為壁厚16mm的碳鋼，傳動系統采用雙鏈條傳動，動力裝置采用SEW斜齒輪減速機。從2005年運行至今，除正常的維護保養外，沒有出現任何故障。相比國產同類型產品，該機具有，整機運行平穩可靠，清理渣物效果好，維護成本較低等優點。
5.1.2 進口設備
我廠的主要設備多采用進口設備，從幾年的運行情況來看，這些設備相比國產設備技術較為成熟，處理效果較好，故障率低。如：超細格柵機采用德國琥珀原裝進口設備，攔截細小渣物能力強，為生物濾池正常運行提供了重要保障。與此相比，在其他一些污水處理廠，很多國產超細格柵攔截渣物效果差，有的甚至根本不出渣，造成生物濾池運行負荷加大。同時未處理的細纖維、頭發絲、塑料細繩等渣物將濾頭纏住，造成濾料嚴重堵塞，過水量逐漸降低，導致沖洗強度提不高，沖洗次數增多效果卻差，恢復時間增長，處理水質不好，甚至部分污水處理廠在沖洗時因堵塞問題出現濾板沖壞現象，造成重大損失；又如：污水泵采用ITT飛力泵，提升泵房水泵設計流量為600m3/h，功率為55KW，而實際采用ITT飛力泵流量為700m3/h，功率卻為45KW，大大提高了該機的使用效能，并且幾年來只大修了1臺次；再如：電動閥門采用一體化依波羅閥門，使用的是德國auma電動頭，結構緊湊，運行可靠，減少了閥門、電動控制分離的繁瑣；還有自控儀器儀表采用E＋H等，這些設備使用至今，技術狀況良好。
5.2 根據實際情況靈活調控工藝運行
5.2.1 按設計要求沉砂池需要連續運行，但從實際運行的情況來看，沉砂池大部分時間基本不出渣，可將連續運行改為間隙運行；
5.2.2 按設計要求沉淀池刮吸泥機每天運行3次，每次約1小時。在操作實務中我廠經根據出泥的實際濃度情況，將刮吸泥機的運行次數調整為每天1次每次約1小時。但在此項操作中要注意及時的將污泥抽走并進行脫水處理，防止因污泥沉淀過久，造成磷的釋放，使總磷值增加。
5.2.3 調整反沖洗時間和反沖洗強度，并在反沖洗一個池組時將對應的另一級池組鼓風機關閉。將設計一級池組沖洗時間16～24小時變為16～36小時，二級池組的36～48小時變為36～72小時；并將全自動沖洗改為由人工現場指揮，中控室遠程操作沖洗，可在保證沖洗質量的情況下降低沖洗次數，降低能耗。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。
5.3 二級濾池與一級濾池兩者間的效果差
我廠設計為兩級生物濾池，經過與現行設計的一級濾池工藝對比和分析，我們認為二級濾池的強化處理的效果要比一級濾池略好，且更具保險性。另，兩級生物濾池工藝可在一級濾池經過沖洗后，過水可立即進入到二級濾池，不需要等一級濾池出水恢復后再到二級，保證了正常的處理水量。而只設計一級生物濾池時，則必須經過一段時間才能恢復正常過水。
（表五） 一、二級指標對比（2010年7月份水質）
|
項目 區分 |
氨氮 |
COD |
BOD |
SS |
|
進水 |
27 |
220 |
105 |
120 |
|
一級出水 |
8.43 |
44.1 |
21 |
22 |
|
二級出水 |
1.56 |
32.7 |
16.5 |
13 |
5.4 工藝的優缺點
5.4.1 優點
5.4.1.1 該工藝占地面積小，我廠設計能力為日處理4萬噸，占地面積為28.35畝。
5.4.1.2 容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，出水水質好。我廠現執行的排放標準為一級B標，其部分出水指標如COD、氨氮優于一級A標。
5.4.1.3 不需要設置終沉池。
5.4.1.4 生物濾池掛膜時間較快，一般掛膜時間在15天左右，最快時在7天左右。
5.4.1.5 自動化程度高，減輕了人工操作強度。
5.4.2 缺點
5.4.2.1 對預處理要求高，在污水處理廠分配井前需投加絮凝劑以達到沉淀除磷效果。
5.4.2.2 因設計最早參照《污水綜合排放標準》對總氮未做要求，導致我廠BAF工藝對總氮的處理較低。
5.4.2.3 對設備運行可靠性要求高，由于設備較多，投入的維護費用也相應增加。
5.4.2.4 對自控要求較高，生物濾池的反沖洗和正常操作一般都由中控室控制，對自動控制系統的依耐性較強。
5.4.2.5 對操作和維護人員的技術水平要求高。
5.4.2.6 能耗相比其他工藝要略高。每千方水耗電約270度。
5.4.2.7 系統水頭損失大，運行費用較其他工藝高。（來源：谷騰水網 作者：李錫祥 彭慶）
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