淺談曝氣生物濾池污水處理工藝的運(yùn)行與管理

1、.淺談曝氣生物濾池（BAF）污水處理工藝的運(yùn)行與管理李錫祥 彭慶摘要 曝氣生物濾池(biological aerated filter)與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小、投資少、濾池截污能力強(qiáng)、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在進(jìn)水預(yù)處理要求高、反沖洗水量和水頭損失大，運(yùn)營(yíng)成本偏高等不足。眉山市城市污水處理廠通過(guò)幾年來(lái)不斷摸索、總結(jié)和創(chuàng)新，在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上對(duì)部分設(shè)施設(shè)備進(jìn)行了改造和升級(jí)，有效地降低了運(yùn)營(yíng)成本，取得了較好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞 曝氣生物濾池（BAF）處理工藝 運(yùn)行 管理 BAF污水處理工藝是90年代初最先在歐美發(fā)展起來(lái)的一種

2、新型污水生物處理技術(shù)。是在普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、生物濾塔、生物接觸氧化法等生物膜法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用，其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)；其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。可廣泛用于水體富營(yíng)養(yǎng)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(kāi)工建設(shè)，2004年12月竣工，2005年5月投入試運(yùn)行，設(shè)計(jì)規(guī)模為4萬(wàn)噸/日，采用BAF曝氣生物濾池處理工藝，主要處理眉山市

3、城區(qū)生活污水。目前老城區(qū)為雨污合流制，污水量占整個(gè)城區(qū)的60%，新城區(qū)為雨污分流制，污水量占整個(gè)城區(qū)的40%。我廠自建成投運(yùn)以來(lái)，通過(guò)不斷地優(yōu)化工藝流程，完善自身管理機(jī)制，大膽探索勇于創(chuàng)新，在節(jié)能降耗和控制與降低運(yùn)營(yíng)成本方面收到了較為理想的效果。截止目前，我廠已累計(jì)處理污水4930萬(wàn)噸?，F(xiàn)日處理污水量已達(dá)4萬(wàn)噸，呈滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)。出水水質(zhì)經(jīng)市環(huán)保部門(mén)檢測(cè)合格率為100%，達(dá)到一級(jí)B標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，部份指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家一級(jí)A標(biāo)。2 工藝流程及技術(shù)指標(biāo)2.1工藝流程圖絮凝劑沉砂池絮凝沉淀池細(xì)格柵粗格柵 泵房進(jìn)水污泥反沖洗排水回用水池污泥濃縮池反沖洗水上清液脫水間泥餅外運(yùn)至垃圾場(chǎng)加氯接觸池出水二級(jí)BAF池一級(jí)B

4、AF池曝氣、反沖氣鼓風(fēng)機(jī)2.2 （表一） 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目CODBOD5氨氮SS總磷設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)260160201801出水水質(zhì)60205200.52.3 （表二） 實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)(2010年1-7月均值)項(xiàng)目CODBOD5氨氮SS總磷進(jìn)水水質(zhì)16896151002.5出水水質(zhì)3113.50.62130.753 生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的問(wèn)題3.1 強(qiáng)化預(yù)處理，降低SS指標(biāo)BAF工藝預(yù)處理環(huán)節(jié)包括粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池、分配井、斜管沉淀池、超細(xì)格柵等；每道工序相互連接、相互制約。在操作實(shí)務(wù)中，我們發(fā)現(xiàn)如果粗、細(xì)格柵、沉砂池處理不徹底，一方面會(huì)造成沉淀池渣物較多，污泥濃度較高

5、，引起桁架式刮吸泥機(jī)和污泥泵葉輪堵塞，離心脫水機(jī)在脫泥時(shí)，轉(zhuǎn)鼓螺旋片常被一些紙片、粗纖維、塑料品纏住，時(shí)間一長(zhǎng)離心脫水機(jī)動(dòng)平衡受到破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重故障，影響正常生產(chǎn)。另一方面會(huì)增大超細(xì)格柵的運(yùn)行負(fù)荷，影響超細(xì)格柵的使用效果，從而加重生物濾池的負(fù)荷。所以預(yù)處理各個(gè)工段要緊密配合，強(qiáng)化預(yù)處理，力爭(zhēng)SS去除率達(dá)60%以上，盡量減輕生物濾池運(yùn)行負(fù)荷。3.2 合理控制反沖洗時(shí)間和強(qiáng)度BAF生物濾池是整個(gè)工藝的核心部分。我廠的生物濾池分為兩級(jí)濾池，每級(jí)4個(gè)濾池，一、二級(jí)濾池組為串聯(lián)運(yùn)行，共計(jì)8個(gè)生物濾池。濾料采用陶粒濾料，靠濾料間的生物膜對(duì)污水有機(jī)物進(jìn)行降解，并靠濾料對(duì)懸浮物進(jìn)行截留。時(shí)間一長(zhǎng)，濾阻增大

6、，根據(jù)水頭損失設(shè)定值，對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗。合理的調(diào)整反沖洗時(shí)間和反沖洗的強(qiáng)度，對(duì)濾池的恢復(fù)和運(yùn)行以及能耗都比較重要。濾池沖洗不到位會(huì)導(dǎo)致沖洗的頻率增加，過(guò)度沖洗又會(huì)使生物膜流失，延長(zhǎng)濾池的恢復(fù)時(shí)間。在操作實(shí)務(wù)中，我們主要以每個(gè)濾池的池底壓力達(dá)到設(shè)定值作為沖洗條件（一級(jí)濾池：90kpa，二級(jí)濾池：68kpa）。通常一級(jí)濾池因負(fù)荷較大，沖洗時(shí)間在1636小時(shí)，二級(jí)濾池沖洗時(shí)間在3672小時(shí)。沖洗時(shí)由1名操作員在中控室遠(yuǎn)程操作，1名操作員在現(xiàn)場(chǎng)指揮，根據(jù)沖洗的情況，增加汽沖、汽水聯(lián)合沖洗、水漂洗的強(qiáng)度和時(shí)間。如遇濾池堵塞嚴(yán)重時(shí)，可增加到兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)水泵聯(lián)合沖洗，但要防止因強(qiáng)度過(guò)大造成沖洗池漫水，每

7、次沖洗的時(shí)間通常在2530分鐘，沖洗水量在500550立方米左右為宜。4 部分技改項(xiàng)目及實(shí)施效果4.1 技改項(xiàng)目4.1.1 提升泵房有5臺(tái)污水泵，每臺(tái)流量約700m3/h，為解決了1臺(tái)水泵水量過(guò)小2臺(tái)水泵又過(guò)大的問(wèn)題，我們?cè)诒梅考友b了兩臺(tái)變頻器，通過(guò)變頻器對(duì)進(jìn)水提升泵進(jìn)水量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，保證了進(jìn)水量的穩(wěn)定。4.1.2 在污泥脫水機(jī)房加裝儲(chǔ)泥斗。解決了因1臺(tái)污泥運(yùn)輸車(chē)運(yùn)力不夠而影響污泥正常生產(chǎn)的問(wèn)題，提高了工作效率。4.1.3 生物濾池加裝過(guò)水柵條。為盡量減少濾料在反沖選過(guò)程中流失，我們?cè)诿拷M濾池出水口處加裝了間隙為3mm的過(guò)水柵條（材質(zhì)為304不銹鋼）。經(jīng)過(guò)改造既保障了管道的暢通，又降低了濾料

8、的損耗。4.1.4 改進(jìn)污泥濃縮機(jī)，提高了該機(jī)的轉(zhuǎn)速，并在污泥泵前加裝了破碎機(jī)，提高了污泥均勻度，防止離心脫水機(jī)堵塞，保證了出泥穩(wěn)定性。4.1.5 增大一級(jí)生物濾池曝氣頭膜片的孔徑。運(yùn)行中我們發(fā)現(xiàn)一級(jí)鼓風(fēng)機(jī)在工作時(shí)噪音、電流和風(fēng)壓的數(shù)值均偏大，經(jīng)過(guò)分析研究后，發(fā)現(xiàn)曝氣頭膜片孔徑偏小導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)曝氣阻力大，找到原因后，我們將一級(jí)生物濾池曝氣膜片孔徑由原來(lái)的1mm改為2mm，電流值隨之由原來(lái)的53A降到了43A，噪音和壓力值也明顯降低。4.1.6 改造鼓風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。為降低水耗，我們將原有的鼓風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)由直接排放改為冷卻塔循環(huán)用水，用水量由原來(lái)的180m3/日降至現(xiàn)在的30m3/日。僅此一項(xiàng)，一年

9、就節(jié)約用水54750 m3，折合經(jīng)費(fèi)17.8萬(wàn)元。4.1.7 噪音控制與治理。為盡可能的降低廠區(qū)和周邊環(huán)境噪音影響，我們?cè)诠娘L(fēng)機(jī)房安裝吸音墻以及在生物濾池散熱口改造通風(fēng)系統(tǒng)，降低了廠區(qū)和周邊環(huán)境的噪音影響。（因鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備自身噪音較大，故改造前后無(wú)明顯變化）。（表三） 噪音均值對(duì)比表dB(A)位置區(qū)分鼓風(fēng)機(jī)房濾池散熱口一級(jí)濾池池面周邊改造前10610310065改造后1037574484.1.8 完成中控系統(tǒng)改造。為滿(mǎn)足相關(guān)環(huán)保要求，我司在經(jīng)費(fèi)相對(duì)緊張的情況下，結(jié)合自身工藝特點(diǎn)，僅用一個(gè)月時(shí)間，完成了中控系統(tǒng)升級(jí)整改工作，新添COD、氨氮進(jìn)水在線監(jiān)測(cè)儀各1臺(tái)，溶解氧儀4臺(tái)。并對(duì)中控系統(tǒng)軟件進(jìn)

10、行升級(jí)改造，使各種參數(shù)和歷史記錄數(shù)據(jù)完全滿(mǎn)足了環(huán)保檢驗(yàn)要求，為進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行起到了重要作用。此次技改比周邊同工藝同規(guī)模污水處理廠節(jié)約資金近100萬(wàn)元。4.2 經(jīng)濟(jì)效益通過(guò)技術(shù)改造和合理調(diào)整工藝運(yùn)行，我廠的每千方水電耗由設(shè)計(jì)時(shí)的平均380°/1000m3降至270°/1000m3以?xún)?nèi)，耗水量由設(shè)計(jì)時(shí)的180m3/日降至30 m3/日，有效地降低了運(yùn)行成本。（表四） 技改項(xiàng)目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益項(xiàng)目區(qū)分理論耗量實(shí)際耗量單位節(jié)能日節(jié) 約數(shù)單價(jià)(元)折合日減少運(yùn)行成本（元）備注電耗(度/千方水)3802701104400度0.753300現(xiàn)日處理4萬(wàn)立方水耗(噸/日)18030150

11、噸3.25487.5日小計(jì)3787.5年累計(jì)138.2(萬(wàn)元)5 幾點(diǎn)體會(huì)5.1 嚴(yán)把設(shè)備選購(gòu)關(guān)一個(gè)污水處理廠，除了選擇正確的處理工藝外，設(shè)備質(zhì)量的優(yōu)劣與好壞，直接決定了整個(gè)工藝是否正常運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放。由于我國(guó)環(huán)保設(shè)備制造業(yè)起步較晚，設(shè)備制造的工藝和水平相對(duì)滯后。因此在設(shè)備選購(gòu)上可以從國(guó)產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量、穩(wěn)定性和進(jìn)口設(shè)備的技術(shù)成熟度這兩方面考慮。5.1.1 國(guó)產(chǎn)設(shè)備我廠非標(biāo)設(shè)備粗、細(xì)格柵機(jī)均采用四川省成都市蜀潔環(huán)境工程有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造設(shè)備，該設(shè)備機(jī)架部分材質(zhì)為壁厚16mm的碳鋼，傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙鏈條傳動(dòng)，動(dòng)力裝置采用SEW斜齒輪減速機(jī)。從2005年運(yùn)行至今，除正常的維護(hù)保養(yǎng)外，沒(méi)有出現(xiàn)任何故障。

12、相比國(guó)產(chǎn)同類(lèi)型產(chǎn)品，該機(jī)具有，整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，清理渣物效果好，維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。5.1.2 進(jìn)口設(shè)備我廠的主要設(shè)備多采用進(jìn)口設(shè)備，從幾年的運(yùn)行情況來(lái)看，這些設(shè)備相比國(guó)產(chǎn)設(shè)備技術(shù)較為成熟，處理效果較好，故障率低。如：超細(xì)格柵機(jī)采用德國(guó)琥珀原裝進(jìn)口設(shè)備，攔截細(xì)小渣物能力強(qiáng)，為生物濾池正常運(yùn)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(guó)產(chǎn)超細(xì)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(yùn)行負(fù)荷加大。同時(shí)未處理的細(xì)纖維、頭發(fā)絲、塑料細(xì)繩等渣物將濾頭纏住，造成濾料嚴(yán)重堵塞，過(guò)水量逐漸降低，導(dǎo)致沖洗強(qiáng)度提不高，沖洗次數(shù)增多效果卻差，恢復(fù)時(shí)間增長(zhǎng)，處理水質(zhì)不好，甚至部分污水處理廠在沖洗

13、時(shí)因堵塞問(wèn)題出現(xiàn)濾板沖壞現(xiàn)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(shè)計(jì)流量為600m3/h，功率為55KW，而實(shí)際采用ITT飛力泵流量為700m3/h，功率卻為45KW，大大提高了該機(jī)的使用效能，并且?guī)啄陙?lái)只大修了1臺(tái)次；再如：電動(dòng)閥門(mén)采用一體化依波羅閥門(mén)，使用的是德國(guó)auma電動(dòng)頭，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，減少了閥門(mén)、電動(dòng)控制分離的繁瑣；還有自控儀器儀表采用EH等，這些設(shè)備使用至今，技術(shù)狀況良好。5.2 根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)控工藝運(yùn)行5.2.1 按設(shè)計(jì)要求沉砂池需要連續(xù)運(yùn)行，但從實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)看，沉砂池大部分時(shí)間基本不出渣，可將連續(xù)運(yùn)行改為間隙運(yùn)行；5.2.2 按設(shè)計(jì)要求沉淀

14、池刮吸泥機(jī)每天運(yùn)行3次，每次約1小時(shí)。在操作實(shí)務(wù)中我廠經(jīng)根據(jù)出泥的實(shí)際濃度情況，將刮吸泥機(jī)的運(yùn)行次數(shù)調(diào)整為每天1次每次約1小時(shí)。但在此項(xiàng)操作中要注意及時(shí)的將污泥抽走并進(jìn)行脫水處理，防止因污泥沉淀過(guò)久，造成磷的釋放，使總磷值增加。5.2.3 調(diào)整反沖洗時(shí)間和反沖洗強(qiáng)度，并在反沖洗一個(gè)池組時(shí)將對(duì)應(yīng)的另一級(jí)池組鼓風(fēng)機(jī)關(guān)閉。將設(shè)計(jì)一級(jí)池組沖洗時(shí)間1624小時(shí)變?yōu)?636小時(shí)，二級(jí)池組的3648小時(shí)變?yōu)?672小時(shí)；并將全自動(dòng)沖洗改為由人工現(xiàn)場(chǎng)指揮，中控室遠(yuǎn)程操作沖洗，可在保證沖洗質(zhì)量的情況下降低沖洗次數(shù)，降低能耗。5.3 二級(jí)濾池與一級(jí)濾池兩者間的效果差我廠設(shè)計(jì)為兩級(jí)生物濾池，經(jīng)過(guò)與現(xiàn)行設(shè)計(jì)的一級(jí)濾池

15、工藝對(duì)比和分析，我們認(rèn)為二級(jí)濾池的強(qiáng)化處理的效果要比一級(jí)濾池略好，且更具保險(xiǎn)性。另，兩級(jí)生物濾池工藝可在一級(jí)濾池經(jīng)過(guò)沖洗后，過(guò)水可立即進(jìn)入到二級(jí)濾池，不需要等一級(jí)濾池出水恢復(fù)后再到二級(jí)，保證了正常的處理水量。而只設(shè)計(jì)一級(jí)生物濾池時(shí)，則必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能恢復(fù)正常過(guò)水。（表五） 一、二級(jí)指標(biāo)對(duì)比 （2010年7月份水質(zhì)）項(xiàng)目區(qū)分氨氮CODBODSS進(jìn)水27220105120一級(jí)出水8.4344.12122二級(jí)出水1.5632.716.5135.4 工藝的優(yōu)缺點(diǎn)5.4.1 優(yōu)點(diǎn)5.4.1.1 該工藝占地面積小，我廠設(shè)計(jì)能力為日處理4萬(wàn)噸，占地面積為28.35畝。5.4.1.2 容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，出水水質(zhì)好。我廠現(xiàn)執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)B標(biāo)，其部分出水指標(biāo)如COD、氨氮優(yōu)于一級(jí)A標(biāo)。5.4.1.3 不需要設(shè)置終沉池。5.4.1.4 生物濾池掛膜時(shí)間較快，一般掛膜時(shí)間在15天左右，最快時(shí)在7天左右。5.4.1.5 自動(dòng)化程度高，減輕了人工操作強(qiáng)度。5.4.2 缺點(diǎn)5.4.2.1 對(duì)預(yù)處理要求高，在污水處理廠分配井前需投加絮凝劑以達(dá)到沉淀除磷效果。5.4.2.2 因設(shè)計(jì)最早參照污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總氮未做要求，導(dǎo)致我廠BAF工藝對(duì)總氮的處理較低。5.4.2.