隨著現代經濟的(de)(de)發展，城市污水的(de)(de)排放量正在逐(zhu)年增加，目前(qian)對污水的(de)(de)有(you)效處(chu)理不僅是保護環境的(de)(de)需要(yao)，同(tong)時也(ye)是解(jie)決我國水資源短缺的(de)(de)措施(shi)之一。

曝氣生物(wu)濾(lv)池（Biological aerated filter，BAF）工藝是污(wu)水(shui)處理(li)生物(wu)膜法中的(de)一(yi)種(zhong)，凈化(hua)原(yuan)理(li)是利用微生物(wu)附著在載體(ti)表面生長而形成的(de)高(gao)活性(xing)生物(wu)膜，通過濾(lv)池內部曝氣，污(wu)水(shui)流經(jing)時利用濾(lv)料的(de)高(gao)比(bi)表面積，帶來的(de)高(gao)濃度生物(wu)膜的(de)氧化(hua)降解(jie)能力(li)從而對污(wu)水(shui)進行快速(su)凈化(hua)。曝氣生物(wu)濾(lv)池與傳統的(de)其它污(wu)水(shui)處理(li)工藝相比(bi)具有有機負(fu)荷高(gao)、占(zhan)地面積小(xiao)、投資小(xiao)、處理(li)效率高(gao)、管(guan)理(li)方(fang)便和出水(shui)水(shui)質好等優點，非常適合我國的(de)國情。

BAF濾(lv)(lv)(lv)料的(de)(de)選擇是影響其處理效果的(de)(de)關鍵因素之一(yi)，同(tong)時也是影響水處理成本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)主(zhu)要因素之一(yi)。目前在(zai)BAF中應(ying)用比較廣泛的(de)(de)是陶粒濾(lv)(lv)(lv)料，它(ta)具有掛(gua)膜性能(neng)良好、生物(wu)附著性強、水流(liu)流(liu)態好、截污(wu)能(neng)力(li)強和(he)(he)(he)反沖洗容易進(jin)(jin)行等(deng)優點；火山巖(yan)濾(lv)(lv)(lv)料的(de)(de)材(cai)質(zhi)(zhi)本(ben)(ben)(ben)身(shen)決定它(ta)具有惰(duo)性，不(bu)會(hui)被生物(wu)降(jiang)解，不(bu)參與生物(wu)膜的(de)(de)任何生物(wu)化(hua)學(xue)反應(ying)，長期(qi)浸泡也不(bu)會(hui)向水體釋放有毒有害物(wu)質(zhi)(zhi)，無(wu)二(er)次污(wu)染。波濤凈水采用了(le)陶粒濾(lv)(lv)(lv)料和(he)(he)(he)火山巖(yan)濾(lv)(lv)(lv)料進(jin)(jin)行了(le)對比試驗，在(zai)相同(tong)的(de)(de)工藝(yi)條件下，主(zhu)要從技術參數(shu)、經濟成本(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)運行效果等(deng)方面來(lai)綜(zong)合考察兩種(zhong)(zhong)濾(lv)(lv)(lv)料對濾(lv)(lv)(lv)池(chi)處理效能(neng)的(de)(de)影響。采用兩種(zhong)(zhong)濾(lv)(lv)(lv)料的(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)出水，主(zhu)要水質(zhi)(zhi)指標(biao)均達到國家(jia)二(er)級排放標(biao)準。

1、陶粒(li)濾(lv)料及火(huo)山巖濾(lv)料性能參數對比

1.1 工藝流程圖(tu)如下：

1.2 性能參數

以下是兩種濾料技術參數對比，見表1。

表(biao)1 兩種濾料(liao)主(zhu)要性(xing)能

在實際運(yun)行中我們發現，火山巖濾(lv)(lv)料(liao)更易(yi)與污水(shui)(shui)(shui)分離；而(er)陶(tao)粒濾(lv)(lv)料(liao)容易(yi)形(xing)成板結，從而(er)造成布(bu)水(shui)(shui)(shui)布(bu)氣(qi)不均勻。但火山巖濾(lv)(lv)料(liao)的(de)(de)(de)機械強(qiang)(qiang)度明顯低(di)于陶(tao)粒濾(lv)(lv)料(liao)，相對(dui)易(yi)于破損，其(qi)后(hou)形(xing)成小的(de)(de)(de)輕質碎濾(lv)(lv)料(liao)容易(yi)隨出水(shui)(shui)(shui)流走，增加濾(lv)(lv)料(liao)的(de)(de)(de)流失。而(er)陶(tao)粒濾(lv)(lv)料(liao)在反(fan)沖洗過程中耐水(shui)(shui)(shui)、氣(qi)沖刷(shua)能力相對(dui)更強(qiang)(qiang)，摩擦碰撞的(de)(de)(de)破損系數低(di)，能有(you)效的(de)(de)(de)保證濾(lv)(lv)料(liao)的(de)(de)(de)使用壽(shou)命。

2、處(chu)理效果(guo)分析

表(biao)2是(shi)在(zai)相同的處理(li)(li)條件(jian)下陶粒濾料(liao)BAF與火山巖濾料(liao)BAF的處理(li)(li)效果(guo)。從表(biao)2可以看出(chu)，兩種濾料(liao)的BAF在(zai)一定的條件(jian)下均(jun)表(biao)現出(chu)良好的處理(li)(li)性(xing)能(neng)。

表2 兩(liang)種濾料BAF對污(wu)染(ran)污(wu)的平均去除效果(guo)

水廠選取同側進水兩座相鄰濾池分別裝填兩種濾料進行對比試驗，在試驗濾池安裝流量計并及時調控進水流量，確保兩座濾池的進水水質、單池流量等在相同的參數條件下進行試驗。測定的主要水質指標為：COD、NH₃-N、SS，均采用《水和廢水監測分析方法》（第4版）中規定的方法進行測定。經過一段時間的運行分析，對數據收集整理，從結果可以看出兩種濾料BAF均可以有效的去除有機物、SS及NH₃-N。在溫度為20.5-25℃的情況下，兩種濾料BAF在同樣的進水條件下出水均達到良好的處理效果，并保持較好的抗沖擊負荷能力。另外我們在運行中發現，無論是陶粒濾料還是火山巖濾料，正常的二級出水NH₃-N值均不能達到一次A出水標準，為了為水廠的升級改造做前期準備，在此期間我們針對增加堿度對去除NH₃-N的影響開展研究，通過(guo)定時向生物濾池分別投加氫氧(yang)化鈣(gai)、氫氧(yang)化鈉(na)及碳酸鈉(na)來觀(guan)察堿度對氨(an)氮去除效果的影響，我(wo)們(men)發現投加碳酸鈉(na)對改善氨(an)氮去除率有良(liang)好的效果。（圖(tu)1-3）

3、濾料的經濟成本分(fen)析

生物濾料的選擇在整個曝氣生物濾池的造價中占有較大的比例，價格的高低必然影響著初期的工程投資和后期的運行費用。所以在對生物濾料進行選擇時，除了要重視濾料本身的物理、化學特性，其價格因素也應在考慮范圍之內。目前采用陶粒濾料作為BAF填料的應用在我國已有多家企業，從運行的實際效果來看，均能滿足設計要求。從工藝上來看，火山巖和陶粒濾料作為BAF的填料都可以達到良好的處理效果。以某水廠為例，水廠共80座曝氣生物濾池，所需填料約30317m³。如果選擇陶粒濾料，價格按1000元/m³，火山巖濾料價格按1200元/m³計(ji)算(suan)的(de)(de)話(hua)，水(shui)廠在(zai)初期購料成本(ben)上，陶粒濾料要比火(huo)山(shan)巖濾料節省600余萬元。另(ling)外在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)發(fa)現(xian)，火(huo)山(shan)巖濾料的(de)(de)耐(nai)磨性相對較差，易隨出水(shui)流走，增加(jia)了(le)濾料的(de)(de)流失。從這兩方面綜(zong)合考慮，在(zai)實際運(yun)行(xing)中(zhong)兩種濾料均(jun)能滿足設計(ji)要求(qiu)，出水(shui)均(jun)達(da)到《城(cheng)鎮污水(shui)處理廠污染(ran)物排(pai)放標(biao)準》（GB 18918-2002）的(de)(de)二級排(pai)放標(biao)準。但相對而言，選擇(ze)陶粒濾料在(zai)成本(ben)方面更加(jia)經濟、合理。

4、結論

4.1 從兩種濾料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)能(neng)分析(xi)，火山巖濾料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)布(bu)水(shui)、布(bu)氣均勻，反沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)能(neng)夠呈(cheng)現較(jiao)好的(de)(de)流(liu)態化，但摩(mo)擦破損強度明顯(xian)低于陶粒濾料(liao)(liao)(liao)，破損后形(xing)成輕(qing)質碎(sui)濾料(liao)(liao)(liao)易(yi)隨反沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)出水(shui)流(liu)走，從而增(zeng)加濾料(liao)(liao)(liao)流(liu)失(shi)。而陶粒濾料(liao)(liao)(liao)耐水(shui)、氣沖(chong)(chong)(chong)刷能(neng)力(li)強，能(neng)有(you)效(xiao)保證使用壽命，但對反沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)強度的(de)(de)要求相對較(jiao)高，反沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)能(neng)耗(hao)高，易(yi)發(fa)生板結現象，需(xu)密切控(kong)制濾池反沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)壓(ya)力(li)。

4.2 對城市污水處理廠進行陶粒濾料BAF和火山巖濾料BAF性能對比分析試驗，結果表明，實際運行中，在相同的進水及工藝操作條件下，兩種濾料BAF均能滿足設計要求，能夠有效地去除有機物、SS及NH₃-N。出水(shui)均可以達到《城鎮污水(shui)處理(li)廠污染物排(pai)放標(biao)準》（GB 18918-2002）的二級排(pai)放標(biao)準，并且耐沖擊負(fu)荷性能較(jiao)強(qiang)，運行(xing)效果較(jiao)穩定。陶粒(li)濾料(liao)BAF略好一點，但差別不(bu)大。

4.3 從(cong)濾料(liao)的經濟成(cheng)本考慮(lv)，陶粒濾料(liao)無(wu)論從(cong)初期投入或者后期破損、流失方面都(dou)更節省(sheng)投資、降低成(cheng)本。