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曝气生物炭滤池的原理及影响因素分析 摘要：曝气生物活性炭滤池是近年来最为常用的污水深度处理技术之一，可有效改善污水水质。本文对生物炭滤池的原理及运行中的影响因素进行了综述，以期为生物炭滤池的设计和运行提供参考。 关键词：生物炭滤池；原理；影响因素 Abstract：The aerated biological activated carbon filter is one of the most commonly used advanced sewage treatment technologies in recent years，which can effectively improve the sewage quality.In this paper，the principle of biochar filter and the influencing factors in its operation are reviewed in order to provide reference for the design and operation of biochar filter. Keywords：Biochar filter；principle；influencing factors 1、引言 曝气生物滤池（BAF）是20世纪70年代出现于欧洲的一种生物膜法处理工艺，多用于污水厂尾水的深度处理。由于其独特的优势和较好的处理效果，应用范围不断扩大，在许多国家已有较成熟的技术和设备。曝气生物滤池通过过滤、吸附与生物降解的方式来对水中污染物进行去除，实现对污水的深度处理。填料是其最重要的组成部分，常用的有陶粒、石英砂、活性炭等，其中，生物活性炭滤池是污水深度处理中最为常用的技术之一。 2、生物炭滤池的原理 生物炭滤池是以活性炭为填料，利用活性炭的吸附作用及其较大的孔径和比表面积，完成污水的深度处理。污水流经滤池时，会在活性炭表面附着大量的微生物，形成生物膜。污水与活性炭层接触的同时，通过曝气空气管向池内输送空气，使活性炭层上的微生物对污水进行氧化分解【1】。在滤池中，微生物生长所需要的溶解氧通过曝气的方式获得，水中的污染物则被活性炭上的生物膜分解与转化，最终形成二氧化碳和水等代谢产物【2】。生物炭滤池在运行一段时间后，活性炭滤层截留的悬浮物越来越多，污水通过滤料的阻力越来越大，生物膜层的氧化降解能力降低，严重影响生物炭滤池的处理效果，因此，要定期进行反冲洗，以保证滤池的正常运行。 3、生物炭滤池的影响因素 3.1 活性炭的选型 活性炭的选型对曝气生物滤池的稳定运行以及处理效果起着关键性作用。活性炭类型较多，目前常用的有煤质型、木炭型、椰壳型，相对于木炭型和椰壳型来讲，煤质型价格较低且原料来源广泛，因此广泛应用于给水深度处理中【3】。杭州某水厂【4】使用不同种类活性炭进行研究，发现在对浊度、TOC、COD等的去除效果方面，煤质型破碎炭更优于柱状炭。并且柱状炭表面较为光滑，附着在其表面的微生物容易脱落，相比之下，破碎炭更利于微生物生长。对活性炭滤料进行选择时，在考虑其处理效果的同时，也要兼顾价格等因素，根据实际情况进行选择。 3.2 水力负荷 水力负荷是曝气生物滤池设计和运行中不可忽视的参数，表示滤池横截面单位面积每天可以处理的水量。当水力负荷过高时，附着在填料上的生物膜层容易受水的冲刷作用而脱落，同时受滤池容积限制，水力负荷增加，则水力停留时间减少，从而影响生物膜层的形成以及污染物的降解去除。水力负荷过低，则水力停留时间增加，在保证污水处理量的情况下，需增加投资【5】。因此，在进行滤池设计时，要根据实际情况选择合适的水力负荷。 3.3 气水比 气水比是曝气生物滤池运行中需考虑的重要指标。污水中溶解氧的含量直接影响填料上微生物的活性，而生物滤池中的溶解氧主要来源于曝气，通过气水比来控制。气水比过小，氧气供给不足，会影响微生物的生长；气水比过大，在强烈气流冲刷作用下，填料上的微生物容易脱落。李志锋【6】等研究了气水比对曝气生物滤池运行效果的影响，发现反应器的气水比在2：1—3：1时，对污染物的去除效果最佳。因此，在滤池的运行中，要选择合适的气水比，使曝气生物滤池达到最好的处理效果。 3.4 反冲洗 反冲洗是生物滤池不可缺少的步骤，滤池在运行一段时间后，活性炭层截留的悬浮物越来越多，污水通过滤料的阻力加大，导致水头损失增加；同时，填料上积累大量的生物膜层，影响滤池的运行效率，因此，要定期进行反冲洗。龙雨涛【7】研究表明，炭滤池最优气洗强度10L/（m2·s），时间为3—5min；水洗强度为12L/（m2·s），时间为10min；反冲洗周期为14天左右。反冲洗周期应根据滤池出水水质和和水头损失结合而定，由于反冲洗水量较大，若周期过短，则消耗水量且不利于生物膜层的生长；若周期过长，则影响处理效果，出水水质下降。 4、结论与展望 曝气生物炭滤池以其独特的优势和较好的处理效果，成为近年来最为常用的污水深度处理技术之一。在进行滤池的设计和运行时，要考虑活性炭的选型、水力负荷、气水比、反冲洗等因素，根据处理效果和实际情况进行选择。近年来，许多学者将活性炭与其它滤料进行组合，如活性炭-陶粒、活性炭-沸石，都取得很好的效果。随着曝气生物滤池的发展，相信炭滤池将广泛应用到实际工程中。 参考文献： [1]黎华恒.曝气生物滤池在污水处理中的应用及研究进展[A].污染与防治，2018，10（1）：35—36. [2]朱正齐，姜佩华，陈季华.曝气生物滤池（BAF）的研究进展[J].净水技术，2005，24（1）：57—62. [3]陈小敏，徐勇彪，张立坤等.活性炭滤池滤料选型及滤池反冲洗探讨[A].环境与发展，2017. [4]陈士才，陈 静，许建华等．不同类型活性炭去除水中污染物的试验研究[J]．净水技术，2005，24（4）：18. [5]王臻琳，李继，董文艺等．曝气生物滤池深度处理生活污水研究[J]．中国环境科学学会科学技术年会论文集，2018. [6]李志峰，张志宏，李宏等．气水比对曝气生物滤池处理生活污水的影响研究[J]．广州化工，2013（16）：156—157. [7]龙雨涛.臭氧—生物活性炭组合净化技术研究[D].吉林：吉林大学，2016. 本文来源：https://www.dywdw.cn/0623af2f69ec0975f46527d3240c844768eaa04a.html
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2022-12-16
