【摘要】對(duì)污水處理廠的建設(shè)要求是投資、占地、運(yùn)行穩(wěn)定性的綜合要求，目前正是鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠大量投入建設(shè)的階段，比較曝氣生物濾池與其他污水處理工藝，介紹了曝氣生物濾池工藝在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠投資、建設(shè)中的應(yīng)用，并就曝氣生物濾池其本身優(yōu)點(diǎn)展開(kāi)闡述。
　　【關(guān)鍵詞】曝氣生物濾池，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，占地，節(jié)省投資
　　隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保減排工作的進(jìn)一步加強(qiáng)，大氣污染治理、水污染處理、垃圾處理工作也漸入佳境。在污水處理行業(yè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠正在大量投入建設(shè)，結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)與城市的差異，尤其是中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)，耕地與工程建設(shè)用地的矛盾，污水處理廠投資與鄉(xiāng)鎮(zhèn)財(cái)政的矛盾，以上種種都與鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)有著密不可分的關(guān)系。
　　鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模相對(duì)較小，尤其是中小城鎮(zhèn)，正處于污水處理廠建設(shè)高峰期，其日處理污水量一般為1～2萬(wàn)噸，下文所論述數(shù)據(jù)均基于此范圍內(nèi)規(guī)模。
　　1曝氣生物濾池污水處理工藝簡(jiǎn)介
　　曝氣生物濾池工藝，簡(jiǎn)寫(xiě)為“BAF”，是充分借鑒污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，將生物降解與吸附過(guò)濾兩種過(guò)程合并在同一單元反應(yīng)器中，以濾池中填裝的粒狀填料（如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等）為載體，在濾池內(nèi)部進(jìn)行曝氣，使濾池表面生長(zhǎng)著大量生物膜，當(dāng)污水經(jīng)流時(shí)，利用濾料上所附生物膜中高濃度活性微生物的強(qiáng)氧化分解作用，以及濾料粒徑較小的特點(diǎn)，充分發(fā)揮微生物的生物吸附和截留以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的分級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)微生物的高效清除，同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)存在的好氧區(qū)、缺氧區(qū)，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能，滿(mǎn)足不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染物去除深度的要求。
　　曝氣生物濾池可分為一段式曝氣生物濾池，兩段式曝氣生物濾池，三段式曝氣生物濾池，其中，一段式以水中有機(jī)物及氨氮為目標(biāo)，當(dāng)需要進(jìn)行硝化或者反硝化時(shí)，可增加一段后置N池或者前置DN池，構(gòu)成兩端式曝氣生物濾池，當(dāng)對(duì)水中總磷及總氮均有嚴(yán)格要求時(shí)，可增加一段P池，構(gòu)成三段式曝氣生物濾池，但在實(shí)際操作過(guò)程中，一般構(gòu)建兩段式曝氣生物濾池，除磷一般用鋁鹽（PAC）或者鐵鹽（硫酸亞鐵）進(jìn)行即可，典型曝氣生物濾池工藝流程及曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2。
　　
　　圖1：兩段式曝氣生物濾池工藝流程
　　
　　圖2：典型曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)
　　
　　2占地面積與建設(shè)費(fèi)用
　　曝氣生物濾池的有機(jī)容積負(fù)荷為2～10kgBOD5/m3.d，硝化負(fù)荷為0.5～3kgNH3-N/m3.d，反硝化負(fù)荷為0.8～7kgNO3-N/m3.d，水力負(fù)荷為6～16m3/m2.h，氣水比為（1～4）：1，填料高度3米左右，目前國(guó)內(nèi)流行的市政污水處理工藝有AAO，氧化溝，CASS等，有機(jī)負(fù)荷一般為0.2～0.8kgBOD5/m3.d，僅為曝氣生物濾池工藝的1/10。實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中，考慮到填料下方的曝氣頭的安裝與檢修空間，曝氣生物濾池上方的預(yù)留空間，處理同樣數(shù)量的污水，曝氣生物濾池的池容僅為前幾種生物池的1/4～1/3。曝氣生物濾池與前幾種生物處理工藝相比，節(jié)約建設(shè)用地的同時(shí)也節(jié)約了項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用，適用于污水處理廠規(guī)劃建設(shè)用地緊張的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
　　3運(yùn)行費(fèi)用
　　污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用主要產(chǎn)生于藥劑與電費(fèi)兩大方面，與AAO，氧化溝，CASS等工藝相比較，曝氣生物濾池具有其獨(dú)特的性質(zhì)，主要表現(xiàn)為污水提升泵的電力消耗費(fèi)用較高，原因是曝氣生物濾池池體高度一般總高為7米左右，地上部分約4米，比一般的污水處理工藝整個(gè)高程高出約1米。圖3為曝氣生物濾池與其他工藝的運(yùn)行費(fèi)用比較。
　　
　　圖3：污水處理廠主要直接噸水運(yùn)行費(fèi)用比較
　　備注：圖中藥劑運(yùn)行費(fèi)用均考慮了除磷要求，所列數(shù)值為筆者經(jīng)歷的項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)值。
　　從上圖可以看出，曝氣生物濾池工藝與其他普通工藝相比，運(yùn)行費(fèi)用基本相同，并且由于曝氣生物濾池中濾料有著普通工藝所沒(méi)有的巨大比表面積，只需要較少的氣水比，提高了曝氣空氣中氧氣的利用率，從而節(jié)省了鼓風(fēng)機(jī)的電力消耗。
　　4運(yùn)行穩(wěn)定性與操作簡(jiǎn)易性
　　由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的規(guī)模限制，若采用AAO、氧化溝工藝，生化處理單元比較理想的組數(shù)為1組，CASS可建至2組，對(duì)于水量變化系數(shù)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，這些污水處理工藝抗沖擊能力一般，而同等規(guī)模的污水處理廠若采用曝氣生物濾池工藝，生化單元可建設(shè)為3～6組，可充分適應(yīng)水量變化系數(shù)較大、水質(zhì)波動(dòng)交道的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠。
　　采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠目前在我國(guó)已經(jīng)有多個(gè)正在穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)其處理工藝的具有規(guī)律性，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可大大節(jié)省人工操作成本。
　　5設(shè)備數(shù)量與設(shè)備保養(yǎng)
　　較其他污水處理工藝，曝氣生物濾池工藝管線較多，在北方有冰凍期的地方，這些管道需做好防凍工作。其他設(shè)備保養(yǎng)方面基本一致。其他設(shè)備，如污水泵、污泥泵、鼓風(fēng)機(jī)等，技術(shù)要求基本一致，不會(huì)增加額外的設(shè)備采購(gòu)?fù)度爰熬S修維護(hù)投入。
　　6綜合比較
　　污水處理廠的投資建設(shè)、運(yùn)營(yíng)主要考慮建設(shè)費(fèi)用及建設(shè)完成后的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、運(yùn)行效果，通過(guò)上述幾方面的比較，曝氣生物濾池具有占地面積小、投資省、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用與其他工藝相比不會(huì)增加的優(yōu)點(diǎn)，表1為曝氣生物濾池工藝與其他污水處理工藝比較表。
　　比較項(xiàng)目
　　處理工藝 建設(shè)用地
　　(m2/萬(wàn)t) 運(yùn)行穩(wěn)定性 單位建設(shè)費(fèi)用（元/噸水）
　　   建筑安裝 設(shè)備購(gòu)置 二類(lèi)費(fèi) 預(yù)備費(fèi) 合計(jì)
　　AAO、氧化溝、CASS工藝 9000~12000 AAO、氧化溝適用于水量均勻穩(wěn)定的項(xiàng)目，CASS具有一定的抗沖擊能力 1359.65～1591.71 656.65～770.70 302.39～353.36 185.46～217.34 2504.15～2933.16
　　曝氣生物濾池 7500~9000 啟動(dòng)速度快，有較強(qiáng)抗沖擊能力，水量不足時(shí)且可適當(dāng)停用部分單元 1100～1200 600～650 275～300 150～185 2150～2355
　　表1：日處理量為1～2萬(wàn)噸的二級(jí)市政污水處理廠采用不同工藝比較表
　　注：運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)，人工費(fèi)，藥劑費(fèi)用（含化驗(yàn)），自來(lái)水費(fèi)用
　　7結(jié)束語(yǔ)
　　在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的污水處理廠建設(shè)工藝選擇中，曝氣生物濾池工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　（1）較小的池容和占地面積，采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠工藝構(gòu)筑物占地面積只有常規(guī)工藝的1/3左右；
　　（2）處理效果穩(wěn)定，處理出水水質(zhì)好。上向流曝氣生物濾池工藝處理城市污水，其出水SS和BOD5可保持在20mg/l以下，去除率高，滿(mǎn)足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；
　　（3）自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，所需操作人員數(shù)量較少；
　　（4）受氣候、水量、水質(zhì)變化影響小；
　　（5）構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴(kuò)建；
　　（6）主要設(shè)備和材料均可國(guó)內(nèi)配套生產(chǎn)，不需利用進(jìn)口。
　　綜上，在進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)工藝選擇時(shí)，曝氣生物濾池污水處理工藝是理想選擇。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]上海市政設(shè)計(jì)研究院《市政工程投資估算指標(biāo)》第四冊(cè)中國(guó)計(jì)劃出版社2008年
　　[2]鄭俊，吳浩汀《曝氣生物濾池工藝的理論與工程應(yīng)用》化學(xué)工業(yè)出版社2005年