BAF污水处理技术

水处理技术:曝气生物滤池（BAF）一、曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池是90年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除SS、化学需氧量、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。BAF属第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用,通过使用特殊的滤料和正确的配气设计，BAF具有以下工艺特点1、采用气水平行上向流，使得气水进行极好均分，防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象，氧的利用率高，能耗低；2、与下向流过滤相反，上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免形成沟流或短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；3、上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证BAF工艺的持久稳定性和有效性；4、采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量；5、滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率；6、由于滤池极好的截污能力，使得BAF后面不需再设二次沉淀池；二、BAF工艺流程说明污水经格栅去除粗大漂浮、悬浮物后，进入出沉池或水解酸化池（强化预处理池）进行沉砂、除油和沉淀同时去除部分SS、化学需氧量、BOD等物质经预处理的污水进入第一级BAF-C/N滤池（或DN沉淀池），绝大部分化学需氧量、BOD在此进行降解，部分氨氮进行硝化（或反硝化）接着污水进入第二级BAF-N滤池（或C/N滤池），进行氨氮的彻底硝化及化学需氧量,BOD地进一步降解，同时进行化学除磷，以保证出水总磷≤0.5mg/l,NH3-N≤5mg/l,TN≤10mg/l运行过程中，在一二级BAF底部进行供氧滤池运行一段时间后需对滤池进行反冲洗；反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗污水通过排水缓冲池返回初沉池或水解酸化池，与原污水混和初沉池或水解酸化池的剩余污泥进行脱水处理，泥饼外运处置。若选用DN滤池+C/N滤池的脱氮工艺，则需将C/N滤池的出水回流。三、BAF的技术特点1、总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；2、占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的1/5-1/10，厂区布置紧凑，美观；3、处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；4、工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低；5、过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；6、抗冲击能力强，受气候、水量和水质变化影响小，特别适合于寒冷天气地区，并可间歇运行；7、可建成封闭式厂房，减少臭气、噪声对周围环境的影响，视觉感官效果好；8、运行管理方便，便于维护；9、全部模块化结构，便于进行后期的改扩建；四、BAF的工艺性能过滤速度：2～8m/h（反硝化时10m/h)反冲洗空气速度：60～90m/h固体负荷能力：4～7kg/BOD有机负荷：2～6kg/.d化学需氧量有机负荷：4～12kg/.d系统氧效率：30～35%城市污水处理吨水造价：800～1000元硝化（10℃）：0.6～1.0kg/.d脱氮(10℃)：1.5～2.5kg/.d反冲洗水量：5～6升/㎡.s产泥量：0.6～0.7kg/去除kgBOD.d城市污水处理吨水电耗：0.2～0.25度五、BAF的适用范围BAF可广泛用于水体富营养化、生活污水、市政污水、生活杂排水、食品加工、酿造、化工、制药、印染等可生化的污水和废水处理。主要运用于有机物含量低而氨氮含量高的污水（如中水）BAF污水处理生活污水方案第一章、二级达标出水方案一、工程概况工程概况看守所是一座人口密度较高的监管场所，污水为一般生活污水，但是未经处理就直接排放，一旦发生疫情后果不堪设想。为了保证看守所的监管人员身体健康，保护周围环境安全，根据看守所邀请特制定本方案。现有水量看守所未提供，水量按每人每天0.2m3计算，看守所人数按300人计，则每天生活污水有:300人×0.2m3＝60m3/d。这60m3的污水从几个方向由明沟汇集到污水处理站。因此本方案首先考虑污水的清污分流（具体情况将在说明中写出），其次是污水处理工艺方案设计。本方案仅供参考。设计依据：《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放指标；《室外排水设计规范》（GBJ14-87）1997年版；《给排水设计手册》（第一、第二版）；看守所相关地形情况设计原则：采用先进、成熟的污水处理技术进行方案设计。采用适合的监测仪表和自动控制技术，方便管理和操作。采用优质可靠的材料、设备，以保证处理系统长期、连续、可靠的运行。方案设计时充分考虑到今后改扩建成中水回用站，可以在原有工艺构筑物上增加较少的设备使处理后水质达到中水回用标准。设计范围：该方案设计为看守所生活污水处理工程设计。其中包括设计范围内的全部处理设备、水处理构筑物、工艺介绍、投资费用估算、运行费用估算等的工艺处理方案的设计。设计规模：按每人每天产污水0.2m3、人口300人计，确定处理站污水处理规模为：60m3/d。设计出水污染指标：CODCr:200－400mg/LSS：200－300mg/LBOD5:120－240mg/L设计出水标准：设计出水指标执行：《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放指标CODCr:120mg/LBOD5:60mg/LSS:200mg/LPH:6.0-9.0二、工艺方案选择生活污水的特点生活污水属于低浓度易处理污水。目前生活污水处理工艺技术成熟，本方案中采用的BAF（曝气生物滤池）是目前生活污水处理回用工艺中比较先进的技术。曝气生物滤池（biologicalaeratedfilter）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开发的污水处理新工艺，曝气生物滤池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。该技术不仅可用于水体富营养化处理，而且可广泛地被用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造和造纸等高浓度废水的处理。随着研究的深入，曝气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮除磷、除去AOX（有害物质）的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水水质好，能满足进水有机物浓度很低的污水处理要求。曝气生物滤池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，即在生物反应器内装填比表面积极高的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，并根据污水流向不同分为下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水接触，污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定和去除，填料同时起到物理过滤作用。曝气生物滤池有以下优点：A、总体投资省，包括机械设备、自控电器系统等直接一次性投资比传统方法低1/4；B、占地面积小，主要构筑物通常为常规处理厂占地面积的1/10－1/5；C、氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水电耗低，运行费用比常规处理低1/5；D、过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；E、抗冲击性能好，受气候、水量和水质变化影响小；F、运行管理方便，便于维护；G、全部模块化结构，便于进行后期的改扩建。工艺方案选择根据该类污水的特点和考虑今后的回用水要求，方案主体工艺采用BAF（曝气生物滤池）。三、工程设计工艺流程简图工艺流程说明：原生活污水汇集通过隔栅去除粗大漂浮、悬浮物后自流入调节池，污水在此停留时间较长，约在16小时左右；污水在调节厌氧池中不但起到水质均化、均质作用，同时在微生物（厌氧污泥）的作用下把污水中的分子难降解物质降解成了小分子易降解物质，也降低了污水中的COD、BOD等有机物质（约30％左右），SS降低了约40％左右。然后用泵把污水打入BAF池，污水在池中由上向下流动，空气由下向上流动，这样就使污水与氧气充分的接触，污染物在微生物的作用下将得到充分的分解。BAF池处理后的水自流入过池，经过过滤后流入反冲洗水池，最后排放。BAF池的反冲洗为气、水反冲，反冲出来的渣水经过过滤后回流入调节初沉池。（反冲水冲洗、回流动力靠两台(一备一用)反冲洗水泵提供）。过滤后的干渣定期清理外运。工艺方案中BAF池的优点：填料的颗粒细小，提供了大的比表面积，使滤池单位体积内保持较高生物量，同时由于填料上的生物膜较薄，其活性相对较高，因此，工艺的有机物容积负荷和去除率都较高。该工艺的处理装置紧凑，生化反应和过滤在一个单元中进行，不需要二次沉淀池，从而有利于发展高效、快速的处理工艺，同时节省了占地面积。气、水相对运动，气泡接触面积增大，增加气、水与生物膜的接触时间，从而提高处理处理效果。在处理水水质相同的状态下，填料的容积负荷高，还可使生物膜处于对数生长器。生物曝气滤池具有多种净化功能，除了用于有机物去除外，还能够去除NH3-N等。曝气生物滤池在采用上向或下向流动方式运行时均有一定的过滤作用，过滤作用主要基于以下几个方面的原因：A、机械截留作用，生物陶粒滤池所用陶粒填料的颗粒粒径大小一般为5mm，填料高度为1.5－2.0m，根据过滤原理，进水中的颗粒粒径较大的悬浮物被截留；B、颗粒滤料上生长有大量微生物，微生物新陈代谢作用中产生的粘性物质如多糖类、酯类等起到吸附架桥作用，与悬浮颗粒及胶体粒子粘结在一起，形成细小絮体，通过接触絮凝作用而被去除；C、曝气生物滤池中由于微生物作用，能使进水中胶体颗粒的Zeta电位降低，使部分颗粒脱稳形成较大颗粒而被去除。有机物（以CODCr为例）净化效率表：单位mg/L处理工序处理前处理后去除率调节池4003805％BAF曝气池38011470％单体构筑物设计清污分流：原有明沟全部加水泥盖，总长约有500m。集水井：集水井（砖混结构），V=3m3格栅井：格栅井（砖混结构），2.5m×1m×1.3m调节池：调节池（砼结构），V=40m3，5m×4m×3mBAF曝气池：BAF曝气池（砼结构），V=30m3，3m×2.5m×4m，填料高度2m。过滤、反冲洗水池：过滤、反冲洗水池分两层，上层为过滤装置，下层为反冲洗水池。（砖混结构）V=10m3，2.5m×2m×1.8m。四、运行管理人员编制该处理站人员编制为2人，需要2班运行。运行管理：污水处理系统虽然可实现自动操作，但是由于自控装置易失灵而且比较复杂，所以仍以人员控制为主，平时也只要人工关阀进行控制。实际操作比较简单，易于管理。五、投资估算工程主题构筑物一览表(A):序号名称结构数量单位规格投资估算（万元）1集水井砖混1座V＝3m30.092格栅井砖混1座2.5m×1m×1.3m0.093调节池砼1座V＝40m31.404BAF曝气池砼1座V＝30m31.055过滤、清水池砖混1座V＝10m30.30合计2.93工程主要设备一览表(B):序号名称数量单位材料估算单价（万元）估算合价（万元）备注1粗、细隔栅2碳钢0.032液位自控装置套0.203提升泵（0.75kw）2台碳钢一备一用0.304反冲泵(1.5kw)2台不锈钢一备一用0.605风机(1.5kw)2台碳钢1.306BAF填料15m3陶粒2.007曝气头12只0.068曝气自控装置1套0.109操作平台1套碳钢0.4010过滤装置0.5011管道、管件、阀门0.7012电缆、电器、电控0.45合计6.54投资估算：C、设计调试费：6%，金额×0.06=万元D、管理费：6%，金额×0.06=万元E、安装运输费：12%，金额×0.12=万元F、税收：3.41%，税收=(B+C+D+E)×0