摘要：为了解决生物膜法出水溢流不够清澈的问题，法国OTV公司开发了生物曝气过滤工艺(BAF)，不需设二沉池。在美国和欧洲，BAF工艺流程主要用于城市污水处理，第一套装置建在靠近巴黎的soissons污水处理厂。日本近年来将BAF工艺应用于工业废水处理，为了适应不同的水质，防止设备堵塞，荏原公司对BAF设备的下部结构作了相应的改进，获得了良好效果，且具备了一定的推广价值。
关键词：改进的BAF工艺 工业废水处理
为了解决生物膜法出水溢流不够清澈的问题，法国OTV公司开发了生物过滤工艺(BAF)，不需设二沉池。在美国和欧洲，BAF工艺流程主要用于城市污水处理，第一套装置建在靠近巴黎的soissons污水处理厂。日本近年来将BAF工艺应用于工业废水处理，为了适应不同的水质，防止设备堵塞，荏原公司对BAF设备的下部结构作了相应的改进，获得了良好效果，且具备了一定的推广价值。
1 改进的BAF工艺
1.1 设备的改进
工业废水的水质复杂，要有效地应用BAF工艺，必须确保设备不发生堵塞现象，为此需对传统的BAF设备进行改进，改进内容集中在如图1所示的底部结构上。
首先去掉滤头，在新装的穿孔水收集管(孔径＜10mm)上置砂砾层；其次，把空气扩散管从滤料层降低到砂砾层中，目的是防止脱落的生物膜或滤料碎屑堵塞空气扩散孔。
把空气扩散管降低到砂砾层中后，因过滤是滤料层的整个区域起作用，故改进工艺的过滤效率并未降低，测试结果如图2所示。
如图3所示，工艺改进后促进了气泡均匀分布，使整个滤层成为一个好氧区，并在其中进行着有效的好氧生物处理，有助于节省量。
1.2 BOD的去除效果
图4所示为BOD负荷所对应BOD去除率，当BOD负荷为3kg/(m3·d)时，BOD去除率达90%以上。
1.3 附着生物膜量
经测定，改进的BAF中附着在颗粒介质(滤料)上的生物膜量见表1。
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滤层厚度 （mm） |
生物膜与滤料重量之比 （mg/g) |
生物膜量与滤料体积 （mg/L） |
生物膜厚度 （μm） |
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500 |
9.15 |
7320 |
72 |
|
1000 |
8.79 |
7030 |
69 |
|
1500 |
6.20 |
4960 |
49 |
2 改进BAF工艺处理工业废水的应用实例
2.1 纸板厂废水处理
BAF工艺的运行条件及处理结果分别见表2、3(表中括号内的数值为平均值)。
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流量（m3/d） |
11000-12000（11500） |
|
滤速V（m/d) |
36-39 |
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BOD负荷[kg/(m3.d) |
2.8-3.9 |
|
供气量（m3/h） |
11-20 |
|
项目 |
进水 |
出水 |
去除率（%） |
|
温度（℃） |
24-26 |
24-26 |
|
|
PH |
6.3-6.6 |
6.4-6.8 |
|
|
透明度（cm） |
21-35(26) |
43-＞50（＞50） |
|
|
浊度（NTU） |
24-32(28) |
8-12（10） |
58-68（64） |
|
SS（mg/L) |
14-25(20) |
4-7（5） |
70-78（73） |
|
Mn(mg/L) |
150-187(168) |
25-30（27） |
83-84（84） |
|
BOD(mg/L) |
146-201(170) |
6-11（8） |
94-97（96） |
2.2 印染废水处理
图5所示为处理流程。
该厂设置了一个调节池用以调节水质水量，同时反冲洗水也返回到调节池。
BAF的运行条件和处理结果分列于表4、5与处理纸板厂废水的情况相比，BOD去除率稍低一点，推测原因是由于基质不同所致。
|
流量（m3/d） |
240 |
|
滤速Ｖ（m/d） |
36 |
|
BOD负荷[kg/(m3.d) |
1.3-2.6 |
|
供气量（m3/h) |
23 |
|
项目 |
进水 |
出水 |
去除率（%） |
|
温度（℃） |
22-225 |
22-24 |
|
|
PH |
7.2-7.7 |
7.6-7.6 |
|
|
色度（倍） |
120-260(200) |
100-260(160) |
0-40(19) |
|
SS（mg/L) |
16-33(23) |
4-7(5) |
56-88(72) |
|
Mn(mg/L) |
89-119(104) |
49-64(55) |
39-54(47) |
|
BOD(mg/L) |
71-140(98) |
9-13(11) |
85-91(88) |
| 注 括号内的数值为平均值 | |||
3 结语
①改进的BAF设备通过去掉滤头，增加了砂砾层厚度并在砂砾层中放置充气扩散管，在保证过滤效率的前提下，完全防止了设备堵塞，由于空气扩散点的降低，使整个滤料层均处在有氧状态，有助于好氧生物反应的进行。
②改进的BAF设备不会发生填料堵塞及膜的老化剥落现象，SS去除效率高，无需设置二沉
③改进后的BAF工艺应用于工业废水处理(纸板厂废水和染色废水)，其BOD负荷在3kg/(m3·d)以下，BOD去除率超过90%，出水的SS为10mg/L以下，去除每公斤BOD所需空气量＜15m3，水气比为1∶2.34，远远小于工艺的水气比1∶20。
④改进的BAF工艺占地面积小、能耗低、处理效率高、易于维护。