温州市排水有限公司 浙江温州 325000
摘要：结合温州市某污水处理厂曝气生物滤池调试工作，总结了该厂曝气生物滤池挂膜启动的情况，并结合调试阶段的实验数据，对调试中核心工艺段处理效果进行了分析，提出了该工艺达到处理效果的条件及应该注意的问题。
关键词：曝气生物滤池；污水处理；调试；实验
1 工程概况
温州市某污水处理厂设计规模4万吨/日，采用MULTIFLO沉淀池+BIOSTYR生物滤池+ACTIFLO三级加砂沉淀池组合工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准，设计进、出水水质见表1。
表1 设计进、出水水质
2 处理工艺流程
工艺流程说明：污水经预处理后进入核心工艺处理段。核心工艺段采用威立雅的组合工艺，其中，一级高效沉淀池结合了混凝、絮凝及逆向流斜板沉淀，主要去除水中的悬浮物和部分总磷。曝气生物滤池设置两级生物滤池（同时硝化反硝化生物滤池NDN+后置反硝化生物滤池PDN），去除水中的COD、BOD、氨氮。三级加砂沉淀池通过引入微砂，提高水中悬浮固体的浓度，使处理效果得到增强，最后，污水经紫外消毒槽消毒后通过排放泵站排出。
3 曝气生物滤池调试
3.1 生物膜的培养与驯化
曝气生物滤池处理污水的本质是利用填料上各种微生物的代谢活动来氧化、分解污染物质，达到净化水质的目的[1]。要发挥好BAF的作用，首先必须在填料表面形成稳定的生物膜。目前，应用最广泛的挂膜方法有自然挂膜法、接种法、循环挂膜法、快速排泥挂膜法等，采用不同的挂膜方式，在滤池挂膜时间、生物膜生长状况方面都会存在一定的差异[1]。本工程采用的是自然挂膜法，即直接引入原污水进行生物膜培养。
首先NDN滤池以间歇进水，连续过量曝气的方式启动，将NDN进水量由400m3/h逐渐升高至900m3/h，每日监测进出水COD及氨氮等指标，历时一个星期左右，发现NDN出水中COD去除率达到70%左右，氨氮去除率达到80%左右。继而连续进水并逐渐提高进水量至设计值1670 m3/h，在此期间开启PDN滤池，水量由NDN进水量的100%逐渐降为30%，历时两星期左右开始投加碳源。经检测可知，投加碳源后PDN立即显现脱氮效果，即PDN经过两个星期的连续进水，已完成初步挂膜，为进一步提高PDN滤池内反硝化菌的活性，可再结合进水水质与出水总氮指标的要求，合理调整PDN进水量。
3.2 调试过程中运行效果
选取某日检测数据为例（见表2），当日NDN瞬时进水量1550m3/h，PDN瞬时进水量700 m3/h。由数据可知，当日NDN滤池COD去除率达80%，氨氮去除率达90%；通过外加碳源，PDN滤池总氮去除率可达70%以上。
表2 工艺检测数据
3.3 曝气生物滤池运行控制关键参数
3.3.1 曝气量
该工程两级生物滤池公用一套集中供气系统，包括NDN滤池曝气及两级滤池的反冲洗空气。可通过NDN滤池进出水氨氮浓度和池内溶解氧来确定其最佳曝气量。调试阶段，NDN出水氨氮控制在1mg/L左右，通过设定NDN滤池需要空气量，由鼓风机变频达到所需风量。
在调试阶段需要注意，曝气的均匀性对出水浊度影响较大[1]，需尽量排除曝气管曝气不均的故障，同时需避免由于滤池反洗时短暂的风量变化造成鼓风机反复启停的现象。一般情况下，6个NDN滤池调试前期均为两台鼓风机同时运行供风，待PDN投运后且进水水质较好时，会适量降低NDN滤池曝气量，以减少PDN滤池内碳源无效的消耗。
3.3.2 反冲洗
由于生物膜的生长、老化以及滤床本身节流的悬浮物的增长，滤床内会渐渐堵塞，滤池水头损失增大，因此，需要定期清洗。由于传统反冲洗的过程会对滤池的生物量造成一定的影响，尤其对亚硝化细菌和硝化细菌这样时间较长的细菌影响更大[2]。故调试期间一般在滤池堵塞率大于80%时进行人工强制反冲洗，反冲洗周期大于24小时。滤池的反冲洗采用气水联合反洗的方式，根据单次反洗情况决定是否增加循环次数，最终达到反洗后滤池初始堵塞率小于5cm/m的效果。调试过程中，应注意通过错峰反洗，保证滤池的处理效果。
3.3.3 内循环及反硝化滤池进水量
NDN滤池生物膜内层处于缺氧与厌氧状态，为了完成部分反硝化的需要，并尽可能的减少曝气量，NDN滤池在出水端设有内循环泵。循环水量通常控制在40%至80%，本工程调试期间NDN回流量均控制在40%-50%，但由于NDN滤池进水COD值较低，未见其有明显反硝化效果。
在后置反硝化滤池PDN中，由于没有工艺空气的引入，在滤池内形成一个缺氧、厌氧的环境，因此生物膜主要是进行反硝化作用的异养菌，主要通过外加碳源为微生物提供能量以进行硝酸盐的去除。在正常运行条件下，PDN滤池无需处理100%的水量，只要PDN滤池出水与未经过PDN滤池的NDN滤池出水混合后，总氮达标低于15mg/L即可。本工程在调试阶段PDN进水量维持在30%至60%，一定程度上减少了碳源的使用量。本工程外加碳源首选为甲醇，由于甲醇间待验收等原因，调试阶段使用备用碳源乙酸钠。
3.3.4 其他需要注意的问题
曝气生物滤池对进水SS有较高的要求，过高的SS会导致滤池较快堵塞，缩短运行周期。该厂在调试与运行过程中，保持曝气生物滤池进水SS在80mg/L以下，一般在前端沉淀池正常加药情况下，SS值在50mg/L左右。
由于本工程调试期间PDN进水硝态氮一般在15-20mg/L之间，PDN出水硝态氮目标值一般在5mg/L以下，若使用乙酸钠作为碳源，需每天投加超过50包固体乙酸钠药剂（每包25KG），投加量大时甚至每日100余包，极为浪费人力，故建议在保证安全的情况下，首选甲醇作为外加碳源。
4 结论
①本工程采用自然挂膜的方式启动曝气生物滤池工艺，在挂膜期间结合在线仪表与实验室对进出水及各工艺段水质的检测，逐渐增加进水量，并根据实际水质情况，及时对工艺参数进行调整，合理调节PDN进水量、加药量及NDN曝气量。当NDN滤池出水COD及氨氮浓度去除效果较好，PDN滤池硝态氮亦有明显去除时，表明该工程两段生物滤池均挂膜成功。
②曝气生物滤池工艺达到预期处理效果，不但需要保证其进水SS值不可过高，还需根据滤池堵塞率或水头损失，确定合理的反冲洗周期及反冲洗强度。当采用后置反硝化两段式生物滤池工艺时，结合NDN出水氨氮指标与PDN出水硝态氮指标，合理进行NDN曝气量与PDN加药量的调节，可显著提高BAF系统的运行效果。
参考文献：
[1]傅金祥，陈正清，赵玉华，等.挂膜方式对曝气生物滤池的影响[J].水处理技术，2006，32（10）：42-43.
[2]张宝杰，闫立龙，甄捷，等.曝气生物滤池最佳反冲洗周期及反冲洗方式研究[J].哈尔滨工业大学学报，2006，38（7）：1045-1046.
论文作者:吴澄
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/24
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