按照污水处理要求不同,可将BAF 工艺分为以下几类:除C/ 硝化工艺;除C/ 硝化/ 反硝化工艺;除C/ 除P/ 脱N 工艺。
1 除C/ 硝化工艺
图2 为马鞍山钢铁设计院设计的试验工程,原水经过预处理,进入BAF 滤池实现除C 和硝化,在该工艺中,由于生物膜厌氧内环境的存在,对TN 有一定的去除率,但TN 不是控制指标,适用于对NH3- N 排放有要求的工艺。当进水固体杂质较多时,初级处理建议采用水解,这样可减少初级处理的产泥量。
2 除C/ 硝化/ 反硝化工艺
图3 的工艺为基于A/ O 的原理对图2 工艺的改进。因为在图2 工艺中未涉及对TN 的要求,如果对TN 排放有限制,只需将出水的一部分回流到前段水解池便可实现反硝化,实现脱N 目的,通常回流比R 为100 %～300 %。
图4 的工艺将硝化和反硝化分别在两个滤池中进行,该工艺操作方便运行可靠,但必须外补充碳源供反硝化之用,并且外加碳源的量必须严格控制,外加碳源过少,反硝化不彻底, TN 排放不能达标;外加碳源过多,出水COD 难以达标。因此建议适当多加碳源,但必须在出水中将DO 质量浓度维持在2～4 mg/ L ,以防出水COD 超标〔6〕。
图5 的工艺中将BAF 作为三级处理,实现脱N的目的,该工艺采用BIOSTYR 工艺,代表性的有法国CERGY污水厂。该厂处理流量为40 000 m3/ d ,进出水水质见表1 。
运行时,对曝气池出水水质需加控制以确保有充足的反硝化碳源。如果要实现出水P 排放达标,可在斜沉池前加入化学除P 剂便可。该工艺可作为我国部分已有污水处理厂的改扩建工艺,使出水TN 达标排放。
3 除C/ 除P/ 脱N 工艺
图6 的工艺适用于进水杂质SS 浓度很高的原水。BAF 为中间曝气,利用进水的碳作为反硝化碳源,减轻了好氧段的负荷,节省了用地面积,同时后处理除P 可保证BAF 池中有充足的P 营养源。该工艺中BAF 为上向流, 国外用得较多的为BIOSTYR 工艺。
图7 的工艺将硝化和反硝化分别在两个不同的滤池中进行,仍具有单段前置脱N 的许多优点,同时,操作比单池脱N 稳定可靠,但该工艺投资及占地面积较大。在混沉池中加入化学除P 剂,实现除P 目标。该工艺进水杂质、SS 浓度不宜过大,否则混沉池的排泥将成为问题。同时要保证BAF 池生化反应所需的P 营养源。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
图8 的工艺中在预沉池中投加化学除P 剂实现化学除P ,除C、硝化、反硝化分别在三个滤池中进行,BAF 池均为BIOSTYR 工艺,外加碳源进行后置脱N。由于各滤池相对独立,各自的处理目的明确,因此运行稳定性和处理效果好。虽然池数较多,但可以将大部分的池容埋于地面以下。只要设计合理仍可做到节约用地,特别是该工艺的雨水处理技术值得在设计中进行借鉴。法国塞那中心COLOMBES 污水厂为该工艺的典型代表。该厂的设计流量为240 000 m3/ d ,进出水质见表2 。
图9 的工艺与常规两段曝气生物滤池的最大不同在于,一般除C 在硝化池,而这里除C 与反硝化同处一池,硝化池只是作为除C 的可靠保证。在该工艺中硝化池和反硝化池均需进行曝气。进水从BAFDN 池的上部经填料后进入BAF N 池的底部,然后从BAF N 池上部出水。空气从BAF DN 的底部通入形成逆流,增大了气水接触面积,有利于氧的转移,有利于发挥表面生物膜的氧化降解作用。反硝化作用主要利用BAF DN 池中氧下多上少的分布在顶部实现反硝化。BAFN 池中进行曝气为出水COD 达标提供了更可靠的保证。如对P 有更高的要求,可在BAF N 池进水端投加FeCl3 。(作者：徐亚明,蒋彬，东南大学土木学院,江苏南京)