杨悦 李孟娇
天津高能时代水处理科技有限公司
摘要：曝气生物滤池工艺即BAF，近年来在水处理领域应用较为广泛，本文从BAF用于微污染源水生物预处理的原理、工艺形式及其实际处理的效果进行了分析和总结，强调了其工艺特点、影响因素及实际处理中的作用，并对BAF工艺的发展前景进行了展望。
关键词：BAF；微污染源水；预处理
近年来，随着工业的发展和农用化学品的大肆使用，饮用水源造成了严重污染，并呈现继续发展的态势，根据环保部门的检测，我国90%以上的城市水域收到严重污染，约有50%的重点城市水源不符合饮用水水源标准，全国地表水近60%以上的水质降为IV类以下水质[1]。水质的污染给人类的健康带来了较大的危害，而且严重影响了人类的正常发展。传统的净水工艺已难以达到理想的净水效果，在这种大背景下，诞生了微污染水源水生物预处理技术，微污染水源水生物预处理技术是借助微生物的新陈代谢作用,在常规净水工艺之前增加生物处理单元,对微污染水中的有机物、氨氮等污染物质进行一定程度的去除,以减轻常规处理和深度处理的负荷。曝气生物滤池（BAF）工艺凭借其自身特点及良好的净水效果，在该领域得以迅速发展。
1 BAF及微污染源水的特点及现状分析
曝气生物滤池是一种新型高负荷淹没式反应器，它兼有活性污泥法和生物膜法两者优点，是近年来比较常用的一种新型处理技术，跟传统的生物处理技术相比，曝气生物滤池具有占地面积小、处理效果好、抗冲击负荷能力强、流程简单、能耗省、填料经久耐用及维护费用低等突出特点。曝气生物滤池的陶粒填料比表面积大，易挂膜，保证了单位容积滤池中有较高的生物量。曝气生物滤池结构设计合理，采用气水联合反冲洗，可在较低的冲洗强度下，获得较好的冲洗效果，可使生物滤池长期保持理想的运行效果。脱碳、硝化、反硝化均在同一反应器内完成，运行管理简便。
BAF在欧洲、北美及日本等过已获得了广泛的应用，在世界各地有几百座BAF处理设施，在国外其主要应用领域包括城市污水处理、生活污水处理、工业废水处理以及中水处理等[2]。
微污染水是指当水源所含的污染物种类较多、性质较为复杂，但浓度相对较低时的水质，其内部含有有机物、NH3-N、TN、磷等，这些有害成分通过常规的净水处理工艺无法将其去除，进入到环境中会导致水质恶化、影响水生生态系统的平衡。尤其在那些易于生物积累，难以降解的有毒污染物，长期在人体内积累容易引发癌症等恶性疾病的出现。其中微污染源水中的氮污染主要源于日常的生活污水和工业废水以及农田排水，微生物会在无氧条件下把亚硝酸盐还原为氮，当氮含量积累到一定浓度时，会对水生生物和鱼类等造成毒害，同时氮污染对人体的伤害也很大，容易产生致癌和致畸的产物。采用传统的处理工艺不能有效的去除微污染源水中的污染物，而根据国家的发展现状及发展阶段有无法在短期内迅速从源头上进行控制，因此在这种大背景下曝气生物滤池(BAF)工艺凭借其自身的特点和优势得以迅速发展，被广泛应用到微污染源水的预处理中。
2 曝气生物滤池（BAF）工艺的原理分析及具体应用
曝气生物滤池中装填一定量比表面积较大的粒径为2～5mm 的粒状滤料，如陶粒等,通过微生物附着生长在滤料表面上形成生物膜 ,在滤池内部进行曝气以保证微生物的正常耗氧需要。在水流和滤料上的生物膜不断接触过程中，水中的有机污染物以及氨氮等无机污染物被附着生长在滤料上的微生物吸附进而氧化分解去除。
同时，由于 BAF 所采用滤料的粒径多在 2～5 mm、滤料层高度为 1.5～2 m , 滤料层呈压实状态 ,它对进水中粒径较大的悬浮物具有很好的截留作用 ,而且微生物本身的生物絮凝作用也会使水中的部分胶体物质脱稳进而形成较大的颗粒而被去除 ,因此BAF工艺表现出一定的机械截留作用，能够使出水的浊度得到一定程度的降低[3]。曝气生物滤池运行一段时间后，因水头损失的增加而需要进行反冲洗 ,以释放被截留的悬浮物并更新生物膜，使滤料上的生物膜处于较薄的状态下，处理效果稳定，生物活性也较高，并且能保持长久时间，从而使水中污染物达到净化的目的。
曝气生物滤池受影响因素较多，因此在水处理的过程中要加强关注和完善，如水力停留时间、水力负荷，直接影响到曝气生物滤池的净化效果，如果水力停留时间太短、水力负荷过大，导致微生物难以附着在滤料上；如溶解氧的大小对于生物膜的数量、微生物的代谢能力以及微污染水的处理效果都起到关键性的影响，因此是工艺设计中需要控制的关键指标，通过对曝气量的控制来控制溶解氧的大小，曝气量大时溶解氧也就相对较多，对于提高微生物的活性和传质速率有所提高，也加快了有机物氧化分解的速度，促使微污染水的浓度快速降低；如滤池滤料，其种类、粒径、填料层的高度等都影响较为敏感，在实际处理过程中，要根据微污染源水的具体特点进行针对性的反复试验，选择运行指标最佳的来应用，从而能够起到较好的处理效果。
3曝气生物滤池（BAF）工艺对微污染源水生物预处理的效果分析及展望
曝气生物滤池(BAF)工艺在微污染源水生物预处理环节中不仅可以直接去除原水中的污染物外，对后续的处理工艺也起到了积极的作用。BAF在预处理工艺中去除了原水中大部分可生物降解的有机物，提高了微污染源水处理系统稳定性；BAF处理能够有效的对微污染源水的浊度进行有效的去除，同时能够降低微污染源水中的总氮和氨氮的含量。因此BAF工艺在对微污染水生物预处理环节具有显著的作用，可以有效提高水质，达到较好的预处理效果，为后续处理工艺减轻运行负荷。
曝气生物滤池(BAF)具有占地面积小、出水水质高、投资省、运行灵活方便、易于管理、抗冲击负荷能力强等优点[4]，应用范围较广，且在对于微污染源水生物预处理中凸显了其优势及特点。BAF工艺将污水生物处理与深层过滤集于一身，充分体现了现代水处理工艺的发展趋势。尽管曝气生物滤池（BAF）工艺发展较快，各种形式的曝气生物滤池不断推出并成功应用，且取得了较好的应用效果，但其反应机理与反应动力学的研究尚有待深入，有关反应机理的理论体系还有待完善，同时在生物膜生长和生物膜活性的研究上将成为前沿性的研究课题，为今后曝气生物滤池的技术延伸和大规模应用奠定坚实的基础。
4结束语
曝气生物滤池（BAF）工艺在对微污染源水生物预处理中表现出较好的优越性，能够有效保证处理后的水质，但也存在一些不足，在滤料的选择匹配、新型滤料的开发使用、合适的运行工况的调试以及适宜的外部环境条件的调节等多个方面有待我们深入的研究和开发，在后续环节中积累经验，勇于尝试，不断完善和改进BAF的相关工艺和参数以更好的适应微污染源水的预处理。
参考文献：
[1]冯艳红,杨芙蓉,陈军.生物填料在微污染水处理中的应用[J].《环球市场》,2016:154-154.
[2]刘亚钦.曝气生物滤池在微污染水处理中的应用[J].资源节约与环保,2014:93.
[3]王文兵,陆少鸣,易慧,方平.曝气生物滤池预处理微污染源水的中试研究[J].水处理技术,2007:54-56.
[4]单楚朋.微污染水源水质生物处理技术的发展[J].科技展望,2015:61.