为了解决生物膜法出水溢流不够清澈的问题，法国OTV公司开发了生物曝气过滤工艺(BAF)，不需设二沉池。在美国和欧洲，BAF工艺流程主要用于城市污水处理，第一套装置建在靠近巴黎的soissons污水处理厂。日本近年来将BAF工艺应用于工业废水处理，为了适应不同的水质，防止设备堵塞，荏原公司对BAF设备的下部结构作了相应的改进，获得了良好效果，且具备了一定的推广价值。
1 改进的BAF工艺
1.1 设备的改进
工业废水的水质复杂，要有效地应用BAF工艺，必须确保设备不发生堵塞现象，为此需对传统的BAF设备进行改进，改进内容集中在如图1所示的底部结构上。
首先去掉滤头，在新装的穿孔水收集管(孔径＜10mm)上置砂砾层；其次，把空气扩散管从滤料层降低到砂砾层中，目的是防止脱落的生物膜或滤料碎屑堵塞空气扩散孔。
把空气扩散管降低到砂砾层中后，因过滤是滤料层的整个区域起作用，故改进工艺的过滤效率并未降低，测试结果如图2所示。
如图3所示，工艺改进后促进了气泡均匀分布，使整个滤层成为一个好氧区，并在其中进行着有效的好氧生物处理，有助于节省曝气量。
1.2 BOD的去除效果
图4所示为BOD负荷所对应BOD去除率，当BOD负荷为3kg/(m3·d)时，BOD去除率达90%以上。
1.3 附着生物膜量
经测定，改进的BAF中附着在颗粒介质(滤料)上的生物膜量见表1。
表１ 颗粒介质（滤料）上的生物膜量
滤层厚度（mm） | 生物膜与滤料重量之比（mg/g) | 生物膜量与滤料体积（mg/L） | 生物膜厚度（μm） |
500 | 9.15 | 7320 | 72 |
1000 | 8.79 | 7030 | 69 |
1500 | 6.20 | 4960 | 49 |
2 改进BAF工艺处理工业废水的应用实例
2.1 纸板厂废水处理
BAF工艺的运行条件及处理结果分别见表2、3(表中括号内的数值为平均值)。
表2 BAF工艺的运行条件
流量（m3/d） | 11000-12000（11500） |
滤速V（m/d) | 36-39 |
BOD负荷[kg/(m3.d) | 2.8-3.9 |
供气量（m3/h） | 11-20 |
表3 BAF工艺的运行结果
项目 | 进水 | 出水 | 去除率（%） |
温度（℃） | 24-26 | 24-26 | |
PH | 6.3-6.6 | 6.4-6.8 | |
透明度（cm） | 21-35(26) | 43-＞50（＞50） | |
浊度（NTU） | 24-32(28) | 8-12（10） | 58-68（64） |
SS（mg/L) | 14-25(20) | 4-7（5） | 70-78（73） |
CODMn(mg/L) | 150-187(168) | 25-30（27） | 83-84（84） |
BOD(mg/L) | 146-201(170) | 6-11（8） | 94-97（96） |
2.2 印染废水处理
图5所示为处理流程。
该厂设置了一个调节池用以调节水质水量，同时反冲洗水也返回到调节池。
BAF的运行条件和处理结果分列于表4、5与处理纸板厂废水的情况相比，BOD去除率稍低一点，推测原因是由于基质不同所致。
表4 运行条件
流量（m3/d） | 240 |
滤速Ｖ（m/d） | 36 |
BOD负荷[kg/(m3.d) | 1.3-2.6 |
供气量（m3/h) | 23 |
表5 BAF工艺的运行结果
项目 | 进水 | 出水 | 去除率（%） |
温度（℃） | 22-225 | 22-24 | |
PH | 7.2-7.7 | 7.6-7.6 | |
色度（倍） | 120-260(200) | 100-260(160) | 0-40(19) |
SS（mg/L) | 16-33(23) | 4-7(5) | 56-88(72) |
CODMn(mg/L) | 89-119(104) | 49-64(55) | 39-54(47) |
BOD(mg/L) | 71-140(98) | 9-13(11) | 85-91(88) |
| 注 括号内的数值为平均值 | |||
3 结语
①改进的BAF设备通过去掉滤头，增加了砂砾层厚度并在砂砾层中放置充气扩散管，在保证过滤效率的前提下，完全防止了设备堵塞，由于空气扩散点的降低，使整个滤料层均处在有氧状态，有助于好氧生物反应的进行。
②改进的BAF设备不会发生填料堵塞及膜的老化剥落现象，SS去除效率高，无需设置二沉
③改进后的BAF工艺应用于工业废水处理(纸板厂废水和染色废水)，其BOD负荷在3kg/(m3·d)以下，BOD去除率超过90%，出水的SS为10mg/L以下，去除每公斤BOD所需空气量＜15m3，水气比为1∶2.34，远远小于生物接触氧化工艺的水气比1∶20。
④改进的BAF工艺占地面积小、能耗低、处理效率高、易于维护。
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收稿日期：2000-02-08
