曝氣生物濾池處理工藝及案例分析
一、什么是曝氣生物濾池
曝氣生物濾池（biologicalaeratedfilter,BAF)屬于生物處理的生物膜法范疇。該技術最早由法國CGE公司所屬的OTV公司開發。BAF的最初形式為OTV公司于20世紀80年代末期開發出的BIOCARBONE工藝，該工藝以密度大于水的膨張板巖作為生物填料，水流上進下出，氣水逆向，該工藝主要用于對城市污水有機物的降解和氨氮的去除。
二、曝氣生物濾池的結構
曝氣生物濾池主要有以下三種基本結構：
1.BIOCARBONE生物濾池
該濾池的濾料為比重比水大的膨脹板巖或球形陶粒，結構類似于普通快濾池。經預處理的污水從濾池頂部流入，向下流出濾池，在濾池中下部進行曝氣，氣水處于逆流。在反應器中，有機物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成硝態氮，另外由于在生物膜內部存在厭氧/兼氧環境，在硝化的同時能實現部分反硝化。
在系統無脫N要求的情況下，經處理后從濾池底部的出水可直接排出系統，其中一部分可留作反沖洗之用。如果有脫N要求，出水需進入下一級后置反硝化濾池，或回流至前端的前置反硝化濾池，同時需外加碳源供反硝化菌用。一般情況下，在單個BIOCARBONE濾池中不能同時取得理想的硝化/反硝化效果。
2.BIOSTYR生物濾池
BIOSTYR工藝是法國OTV公司對其原有BIOCARBONE的一個改進。其濾料為比重小于1的球形有機顆粒，漂浮在水中。經預處理的污水與經硝化的濾池出水按一定回流比混合后進入濾池底部。曝氣在濾池中間進行，根據反硝化程度的不同將濾池分為不同體積的好氧和缺氧部分。在缺氧區，一方面反硝化菌利用進水中的有機物作為碳源，實現反硝化；另一方面，濾料上的微生物利用進水中的溶解氧和反硝化產生的氧降解BOD。
與此同時，一部分ss被截留在濾床內，這樣便減輕了好氧段的固體負荷。經過缺氧段處理的污水進入好氧段，在好氧段微生物利用從氣泡轉移到水中的溶解氧進一步降解BOD、硝化、去除的ss。流出濾層的水經上部濾頭排出，濾池出水除按回流比與原水混合進行反硝化及用作反沖洗外，其余均排出處理系統。
3.BIOFOR生物濾池
BIOFOR生物濾池是由法國Degremont公司開發出來的。BIOFOR與BIOSTRY相比不同的是采用密度大于水的濾料，自然堆積，濾板和專用長柄濾頭在濾料層下部，以支撐濾料的重量；而BIOSTYR中的濾板和濾頭在濾料層頂部，以抵抗濾料層的浮力。BIOFOR其余的結構、運行方式、功能等方面與BIOSTYR基本相同。
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以上為曝氣生物濾池主要的三種形式，在世界范圍內都有應用，其中BIOCARBONE為早期形式，目前大多采用BIOSTRY和BIOFOR。在國內，BIOSTRY和BIOFOR工藝均有應用，而以BIOFOR工藝為主，另外還有與BIOFOR工藝類似的UBAF工藝。
三、工藝原理
目前國內流行的曝氣生物濾池形式是20世紀80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎上，并借鑒給水濾池工藝而開發的BIOFOR工藝。該工藝最初用于污水的三級處理，后發展成直接用于二級處理，并派生出許多以曝氣生物濾池為主體工藝的多種組合形式，組合工藝現已用于生活污水的處理，還可以用于工業廢水以及飲用水微污染的處理。
隨著水體富營養化的日趨加劇，污水排放要求越來越嚴格，對污水的排放要求除磷脫氮。按照污水處理要求的不同，可將BAF工藝分為以下幾類：除碳工藝；除碳/硝化工藝；除碳/硝化/反硝化工藝；除碳/除磷/脫氮工藝；反硝化/（除碳、硝化）工藝。
對于除碳工藝，其主要目的是去除污水中的碳化有機污染物。曝氣生物濾池去除污水中碳化有機物的原理，在于反應器內濾料上附著的微生物膜吸附、氧化分解水中碳化有機物的作用，以及濾料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈的分級捕食作用。
四、案例分析
江蘇徐州某啤酒廠年產6萬噸啤酒，廢水處理規模2,500t/d，廢水處理工藝流程詳見圖3。
廢水首先進入調節池進行水質、水量調節，調節池出水由泵提升進入水解酸化池。在水解酸化池中大分子有機物在水解酸化菌的作用下，被分解為好氧微生物易于吸收的小分子有機物，同時固體有機物分解成溶解性有機物，為后續BAF的生化過程創造條件。水解池出水被提升至BAF反應器，進行除碳主反應，其出水即可達標排放。
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