AO一體化污水處理裝置
曝氣生物濾池是由滴濾池發(fā)展而來，屬于生物膜法范疇，初用作三級處理，后發(fā)展成直接用于二級處理，自90年代初在歐洲建成第yi座采用該工藝的城市污水處理廠后，該工藝已在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行，目前世界上已有3500多座大大小小的污水處理廠應(yīng)用了這種技術(shù)。該工藝綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用，使其具有體積小、占地面積省、處理效率高、出水水質(zhì)好、流程簡單、操作管理方便并可省去二沉池等優(yōu)點。
曝氣生物濾池技術(shù)是在充分吸取國外曝氣生物濾池(BAF)優(yōu)點的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的，它的大特點是使用一種新型的球形陶粒填料，在其表面及開口內(nèi)腔空間生長有微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時，微生物膜吸收污水中的有機污染物作為其自身新陳代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，并在濾料層下部提供曝氣供氧的條件下，氣、水同為上向流態(tài)，使廢水中的有機物得到好氧降解，并進行硝化脫氮。它定期利用處理后的出水對濾池進行反沖洗，排除濾料表面增殖的老化微生物膜，以保證微生物膜的活性。
曝氣生物濾池處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)濾料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，濾料及微生物膜的吸附阻留作用和沿著水流方向形成的食物鏈分級捕食作用以及微生物膜內(nèi)部微環(huán)境的反硝化作用。
根據(jù)曝氣生物濾池中的水流流向，其可分為上向流和下向流曝氣生物濾池，由于上向流曝氣生物濾池接近于理想濾池，所以在實際工程中應(yīng)用較多。
曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期運行，從開始過濾到反沖洗完畢為一個完整的周期。具體過程如下：
經(jīng)預(yù)處理的污水從濾池底部進入濾料層，濾料層下部設(shè)有供氧的曝氣系統(tǒng)進行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，有機物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆積的濾料層內(nèi)和微生物膜的內(nèi)部存在厭氧/缺氧環(huán)境，在硝化的同時實現(xiàn)部分反硝化，從濾池上部的出水可直接排出系統(tǒng)。
隨著過濾的進行，由于濾料表面新產(chǎn)生的生物量越來越多，截留的SS不斷增加，在開始階段濾池水頭損失增加緩慢，當(dāng)固體物質(zhì)積累達到一定程度，使水頭損失達到極限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時就必須對濾池進行反沖洗，以除去濾床內(nèi)過量的微生物膜及SS，恢復(fù)其處理能力。
曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖，反沖洗水為經(jīng)處理后的達標(biāo)水，反沖洗空氣來自于濾板下部的反沖洗氣管。反沖洗時關(guān)閉進水和工藝空氣，先單獨氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，后進行水漂洗。反沖洗時濾料層有輕微膨脹，在氣水對濾料的流體沖刷和濾料間相互摩擦下，老化的生物膜與被截留的SS與濾料分離，沖洗下來的生物膜及SS隨反沖洗排水排出濾池，反沖洗排水回流至預(yù)處理系統(tǒng)。
曝氣生物濾池作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統(tǒng)活性污泥法和接觸氧化法相比，具有以下特點：
具有較高的生物濃度和較高的有機負荷
曝氣生物濾池采用的為粗糙多孔的球狀濾料，為微生物提供了較佳的生長環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定運行，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內(nèi)微生物量遠遠大于活性污泥法中的微生物量（可達10～15g/l），高濃度的微生物量使得BAF的容積負荷增大，進而減少了池容積和占地面積，使基建費用大大降低。
工藝簡單、出水水質(zhì)好
由于濾料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超過10mg/l，因此可省去二沉池，進而降低基建費用。因進行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性較高。有時即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理作用機理仍可保證高質(zhì)量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，同時可用于回用。
抗沖擊負荷能力強
由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時無污泥膨脹問題。
氧的傳輸效率高
曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%～30%，曝氣量明顯低于一般生物處理。其主要原因是：①因濾料粒徑小，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率；②氣泡在上升過程中，由于濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經(jīng)過濾料的縫隙，延長了其停留時間，同樣有利于氧的傳質(zhì)；③理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，減少了供氧量。
易掛膜、啟動
BAF調(diào)試時間短，一般只需7～12天，而且不需接種污泥，采用自然掛膜馴化。由于微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運行管理簡單。BAF在短時間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉運行，一旦通水并曝氣，可在很短時間內(nèi)恢復(fù)正常運行，這一特點說明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區(qū)的污水處理。
菌群結(jié)構(gòu)合理
AO一體化污水處理裝置傳統(tǒng)活性污泥法中，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優(yōu)勢菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發(fā)生。
自動化程度高
由于相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些*的自動化設(shè)備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得曝氣生物濾池系統(tǒng)運行管理自動化得以順利實現(xiàn)。
活性污泥法
活性污泥法是應(yīng)用時間較長的一門污水處理工藝，在國內(nèi)外一些大中型城市的污水處理廠應(yīng)用比較廣泛，比如法國的阿謝爾污水處理廠、美國芝加哥市的西西南污水處理廠等都應(yīng)用了這種污水處理方法。對于城市污水的一級處理程序來說，活性污泥法是使用效果非常的處理方法。這種方法應(yīng)用了各種生物吸附理論以及絮凝動力學(xué)，可以對城市污水進行綜合性整治。活性污泥法的優(yōu)點是能很好地針對污水中的有機物，而地清除有機物對污水的初步凈化有重要意義。另外，這種方法使用成本較低，對物資能源的消耗也比較少，這也是其得以廣泛應(yīng)用的資本。與之相對的，活性污泥法對污水中磷元素、氮元素的處理效果很不理想，隨著現(xiàn)代社會城市污水中氮磷元素含量的升高，該方法也面臨著技術(shù)優(yōu)化方面的機遇與挑戰(zhàn)。
吸附生物降解法
吸附生物降解法是傳統(tǒng)應(yīng)用的活性污泥法的一種改良型式。與普通的活性污泥法相比，吸附生物降解法的凈化機制在處理高濃度的城市污水方面有一定特殊性。這種方法將活性污泥法應(yīng)用中的曝氣池劃分為了兩部分，一部分用來吸收、吸附污水中的有機物，另一部分用來吸收、氧化污水中的一些無機物，對污水的深度清理有很大幫助。但是這種方法流程比較復(fù)雜，污水處理的時間也比較長。
氧化溝法
除活性污泥法外，氧化溝法也是一種在我國現(xiàn)階段的城市污水處理工作中比較常用的技術(shù)手法。而且這種方法也是起源于活性污泥法，并對其進行了一定程度的發(fā)展改進。氧化溝的應(yīng)用使污水混合液能在較深的溝渠中充分混合，維持了一種較高的清理效率，這樣做的一個很大優(yōu)勢是能夠很好地提升污泥的穩(wěn)定性，進而提高終的污水處理效果。氧化溝法對污水中的氮元素還能進行很好的清理，還能節(jié)約一定的處理成本，整個工藝方便快捷，對各污水處理廠有很強的誘huo力。H/O法生化處理工藝，污水處理工藝中生化處理法，是處理有機污水的主要方法。大多數(shù)有機廢水中含有苯環(huán)類或長鏈脂肪酸類物質(zhì)，它們較難被微生物直接代謝降解。根據(jù)廢水的這一特性，采用(H/O)水解(酸化)好氧流體化床工藝做為主體處理工藝,確保出水達到各級要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。
水解工藝是一種新開發(fā)出來的工藝過程，它是指復(fù)雜的有機物分子，在水解酶參與下加以水分子分解為簡單化合物的反應(yīng)，酶的催化反應(yīng)效率要比相應(yīng)無酶反應(yīng)高106-1013倍，反應(yīng)是在缺氧條件下進行的。
厭氧反應(yīng)分為四個階段：水解、酸化、酸性衰退和甲烷化。在水解階段，固體物質(zhì)溶解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解物質(zhì)。在酸化階段，有機物降解為各種有機酸。水解和產(chǎn)酸進行得較快，難以把它們分開。起作用的主要微生物是水解菌和產(chǎn)酸菌。
這里所說的水解工藝，就是利用厭氧工藝的前兩段，即把反應(yīng)控制在第二階段，不進入第三階段。在水解反應(yīng)器中實際上完成水解和酸化兩個過程。但為了簡化稱呼，簡稱為“水解”。
水解工藝系統(tǒng)中的微生物主要是兼性微生物，它們在自然界中的數(shù)量較多，繁殖速度較快。而厭氧工藝系統(tǒng)中的產(chǎn)甲烷菌則是嚴(yán)格的專性厭氧菌，它們對于環(huán)境的變化。如pH值、堿度、重金屬離子、洗滌劑、氨、硫化物和溫度等的變化，比水解菌和產(chǎn)酸菌要敏感得多，并且生產(chǎn)緩慢(世代周期長)。
