BAF 预处理微污染源水的研究进展.doc

BAF预处理微污染源水的研究进展张 键a,b，宗 姗a【作者简介】张键（1964-），男，副教授；研究方向：水污染控制工程。E-mail：yzzhangj.（扬州大学a. 水利科学与工程学院；b. 环境科学与工程学院，扬州 225009）摘 要：概述了曝气生物滤池（BAF）工艺在国内给水生物预处理中的研究发展现状，介绍了用于源水生物预处理BAF的工艺原理和特点，影响曝气生物滤池处理效果的因素，并对曝气生物滤池的发展和应用前景作了展望。关键词：曝气生物滤池；生物预处理；微污染源水1. 引 言曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）是一种新型的水处理技术，在20世纪80年代中期，欧洲各国开始广泛运用该工艺，随后加拿大、美国等国家也引进该技术，并促进该工艺的进一步发展。与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优点1，因此BAF在城市污水、工业废水的有机物及SS去除、反硝化脱氮、除磷以及微污染源水的预处理中有很好的应用前景2。近年来，微污染源水的生物预处理技术成为水处理工作者的研究热点。目前，曝气生物滤池技术已被引入给水处理领域，并成为微污染源水生物预处理的重要研究方向1。初步研究表明，进一步研究和探索曝气生物滤池技术对微污染源水的净化处理已显得重要和迫切。2. BAF工艺原理曝气生物滤池工艺是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，其基本原理是3：在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程。同时，因污水流经时滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜。3. BAF的研究现状3.1 处理机理研究桑军强、王占生1概述了曝气生物滤池（BAF）工艺在国内给水生物预处理中的研究发展情况，介绍了BAF用于源水生物预处理的原理、工艺形式及其实际处理效果，最后对曝气生物滤池的发展与应用前景作了展望。徐亚明、蒋彬4详细介绍了上向流和下向流曝气生物滤池的基本工作原理。与传统活性污泥法相比，曝气生物滤池具有处理能力强、处理效果好、受气温影响小、耐冲击负荷、不需二沉、工艺流程简单和菌群结构合理等优点。在分析了目前国内外典型曝气生物滤池处理工艺的特点及应用，并讨论曝气生物滤池工艺运用中的预处理及除P脱N等关键技术后，认为该工艺在我国具有广阔的应用前景。李菲、卢佳5介绍了曝气生物滤池的原理及特点，并对曝气生物滤池的主要形式进行了总结和描述。从去除有机物、SS、硝化、反硝化等方面阐述了曝气生物滤池的主要功能，并就曝气生物滤池的设计和运行提出了自己的观点。季民、周菁6以天津引滦水为处理对象，从填料挂膜、污染物处理效果、以及运行维护管理等方面对两种反应器进行了试验研究。试验结果表明，生物陶粒滤池挂膜容易，对水中的主要污染物指标处理效率高，运行稳定，维护管理简单易行，比生物接触氧化池更适于处理污染程度较轻的微污染源水。程小文、张文艺、蔡建安7根据Monod方程和物料平衡原理推导出曝气生物滤池动力学模型，其本构方程为S=So.exp（Kh/v），并运用统计方法得到动力学参数K的函数。同时他们分析讨论了反应器内有机基质的降解机理，初步探讨了曝气生物滤池处理微污染原水的反应动力学。张杰、曹相生、孟雪征8阐述了曝气生物滤池的工艺原理和特点，对曝气生物滤池的结构形式、功能、启动和滤料等方面的最新研究进展和发展趋势进行了综述，同时提出了曝气生物滤池今后的研究方向。3.2 运行方式研究张林军9研究了采用上向流曝气生物滤池（BAF）直接处理生活污水时，气水比大小、水力负荷以及进水有机物浓度的变化对处理效果的影响，并对滤池不同高度处COD和NH3-N去除率的变化以及微生物特征进行观察与分析。研究结果表明：当气水比在4：15：1，水力负荷在1.02.0m3/（m2.h），进水有机物浓度在300400mg/L左右时，有机物和氨氮的去除率都比较高。曝气生物滤池有降解能力强、处理效果好以及耐冲击负荷的优点。马晓辉、赵玉华、李谨10对曝气生物滤池关于微污染水处理的效果进行试验研究。研究结果表明：在进水水力负荷为3、5、8m3/（m2.h）及气水比0.7：12：1的工艺条件下，CODMn、NH3-N和浊度的去除效果均较好。王立立、胡勇有11采用以陶粒为填料的曝气生物滤池（BAF）处理低浓度生活污水，研究在气水比一定的条件下，水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响。研究结果表明，当试验进水COD为105.8156.6mg/L，气水比为3：1的条件下，降解有机物的最佳水力负荷为1.351.68m3/（m2.h），COD平均去除率为86.3%。氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素。当水力负荷为1.05m3/（m2.h），平均进水COD为106.1mg/L时，若使出水氨氮低于15mg/L，则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0.5kg/（m3.d）左右，并确立了相应的反应器动力学模型。闫立龙、李娟、张宝杰12以上向流曝气生物滤池为研究对象，对氨氮的去除效果及影响因素进行了探讨。试验结果表明，上向流曝气生物滤池对氨氮去除效果具有一定的抗冲击负荷能力，在进水氨氮平均为13.83mg/L时，出水氨氮平均为3.75mg/L，平均去除率为72.88%，去除效果稳定；不同操作条件对氨氮去除效果的影响为：水力负荷对氨氮去除率是非线性的，存在一个最佳值（本试验为7.0m/h；容积负荷对氨氮的去除效果影响较大，随着进水容积负荷增大，氨氮去除效果逐渐降低；当水温在1526时，对氨氮去除效果影响较小，当水温低于15时，对氨氮去除效果影响较大；pH值在7.09.5之间变化，氨氮去除效果较好，其中以pH值在8.0时最佳。吴为中、王占生13针对受污染的某水库水源水进行中试规模的生物陶粒滤池试验研究。试验结果表明，生物陶粒滤池预处理能全面净化水源水的水质。在气水比为0.751：1，水力负荷为46m3/（m2.h）条件下，对NH4+-N，NO2-N和CODMn的去除率分别为8997.15%，97.1599%，2035%；对藻类的去除率为60.1184.3%。桑军强、张锡辉、张声、王占生14以我国北方某水库水作为试验用原水，对比研究了采用biostyrene轻质滤料为填料的新型生物滤池和生物陶粒滤池对该原水进行生物预处理时的实际运行情况。结果表明，作为一种生物预处理工艺，轻质滤料滤池处理过程可以明显地改善原水水质。对于该试验原水而言，轻质滤料滤池对CODMn的去除率在520%之间，对NH4+-N的去除率则达到8095%，出水浊度也得到一定程度地降低，说明该滤池用于饮用水水源生物预处理是可行的。肖文胜、徐文国、杨桔材15采用曝气生物滤池 Biostyr对浙江省T市某水厂微污染水源水进行生物预处理，现场试验研究表明：在气水比为2：1，滤速6m/h，水温2432的运行条件下，其对水中各污染物的平均去除率为：高锰酸盐指数24.1%，氨氮81.7%，亚硝酸盐氮79.9%，浊度49.0%。完全能达到生物预处理目的。3.3 BAF反应器填料研究曹春艳、范丽华、张洪林16为提高曝气生物滤池（BAF）处理废水的效率，以沸石、活性炭、建筑陶粒、工程陶粒作为填料测试气体流速、水力停留时间（HRT）、进水有机负荷对生物滤池的化学需氧量（COD）、NH4+-N的去除效果及出水浊度的影响。结果表明：在水力停留时间为1.5h、进水 COD为150mg/L、机负荷为2.4有1kg.COD/（m.d）时，两种陶粒出水COD均小于25mg/L；当进水有机负荷为 0.74kg.COD/（m.d）时，工程陶粒出水COD小于10mg/L；工程陶粒是曝气生物滤池填料的较佳选择。严子春、龙腾锐、何强等17认为曝气生物滤池是一种新兴的污水处理技术，滤料的选择是滤池设计和影响出水水质的关键因素，填料类型、填料高度、滤层高度对曝气生物滤池的效能有重要影响，开发新型填料是提高曝气生物滤池效能的有效途径。邹伟国、李正明、李春森、万毅峰18简要介绍了BIOSMEDI生物预处理的结构及运行原理，并通过对微污染原水的预处理试验表明：BIOSMEDI生物滤池具有预处理效率高、阻力损失小、反冲洗耗水、耗气量小等特点。3.4 应用研究上海周家渡水厂采用曝气生物滤池（BAF）置于常规工艺前预处理黄浦江原水。周云，戴婕19就其生产性试验研究发现，BAF对浊度、铁、锰氨氮、亚硝酸盐氮、AOC等均有良好去除效果；而对水的电导率、pH值等则基本没有影响，其预处理不仅减轻了后续常规处理工艺的负荷，也提高了出水的水质和生物稳定性。李春森、熊建英20针对上海石化水厂原水微污染的特点，采用生物法对其进行预处理，可以明显地提高后续构筑物的处理效率，改善出水水质，提高饮用水质量。由于进厂源水已受到污染，传统净水工艺出水已不能达标，薛记中21采用生物陶粒滤池进行了预处理试验，并考察了其去除有机污染物、改善后续常规工艺进水水质的能力。试验表明：选用陶粒做为生物载体对受造纸废水污染的滏阳河水进行生物预处理是可行的，且生物陶粒能较好地去除氨氮、COD、SS、铁、细菌等，对色度也有一定的去除效果。张林军、徐颖22对曝气生物滤池（BAF）的结构、工艺和滤料特点作了介绍，总结了国内近几年对BAF在污水处理、微污染源水预处理、污水深度处理及回用处理方面的研究进展和应用情况，对BAF研究方向和发展前景提出了看法和建议。卢树娟23综述了曝气式生物滤池在微污染水源水生物预处理中的研究现状与进展，并就其今后的研究与应用作了初步展望。认为曝气式生物滤池能改善和提高饮用水的生物稳定性和安全性，具有运行稳定可靠、费用低等特点，是一项经济实用的饮用水处理新工艺。4. 研究及应用展望随着经济的发展和人民生活水平的提高，大家对水质的要求不断提高；另一方面，作为源水的地表水受到的污染日益严重，研究并应用以改善和提高饮用水的生物稳定性和安全性、运行稳定可靠、费用低、经济实用的饮用水处理新工艺是非常重要和必要的。作为一项新兴的给水处理技术，曝气生物滤池的研究正处在不断的发展完善过程中。近几年来，经过许多国内研究单位和环保企业的探索研究，在滤料、处理机理、操作、反冲洗等方面已经取得了很多研究成果，也有一些微污染源水的预处理生产性试验工程建成，但是一些关键性的技术还需要进行进一步的深入探讨，特别是对于该工艺长期运行的稳定性、低温下的工艺特性等问题尚缺乏切实深入的研究24。作为给水处理整体工艺的一部分，如何把曝气生物滤池工艺同其他工艺过程协调统一，最大限度地发挥其作用，也是值得进行深入细致研究的课题。未来几年，我国应当积极借鉴国外BAF技术发展经验，加强对于优质填料的开发研究，对组合填料的处理效果进行进一步研究；在池体结构和运行方法上积极研究，扬长避短，研究适合BAF的前后处理单元，以利模块化组合；强化BAF对某些难降解污染物的去除能力；加强对生物膜微生物种类、特性和生长规律的研究，培养筛选或引进高效微生物（如EM菌）提高处理效果；加强对BAF同步碳化硝化，同步硝化反硝化机理的研究；理论上，应该借鉴国际水协（IAWQ）的三个活性污泥过程模型，研究适合不同处理过程的BAF数学模型，提高BAF设计和管理水平。曝气生物滤池是一种适合我国国情的水处理技术，应加大力量进行深入研究，推动该技术的发展以及在水处理中的应用，使其在污水的深度处理和回用处理以及给水预处理中发挥更大的作用，力争早日实现曝气生物滤池的生产性运行，提高饮用水的水质。参考文献：1 桑军强，王占生. BAF在微污染源水生物预处理中的应用J. 中国给水排水，2003，19（2）：21-23. 2 贾国正，张林生，张显球. 曝气生物滤池技术的研究与应用J. 水资源保护，2006，22（4）：1-4.3 朱正齐，姜佩华，陈季华. 曝气生物滤池（BAF）的研究进展J. 净水技术，2005，24（1）：57-62.4 徐亚明，蒋彬. 曝气生物滤池的原理及工艺J. 工业给排水，2002，22（6）：1-4.5 李菲，卢佳. 曝气生物滤池技术J. 市政技术，2006，24（5）：323-326.6 季民，周菁，等. 两种微污染原水生物预处理方法工艺性能比较J. 给水排水，2002，28（10）：26-29.7 程小文，张文艺，蔡建安. 曝气生物滤池处理微污染原水的动力学模型J. 安徽化工，2006，3：53-55.8 张杰，曹相生，孟雪征. 曝气生物滤池的研究进展J.中国给水排水，2002，8（18）：26-29.9 张林军. 曝气生物滤池处理生活污水的试验研究J. 徐州工程学院学报，2006，12（21）：64-69.10 马晓辉，赵玉华，李谨. 曝气生物滤池对微污染水处理效果的试验研究J. 辽宁化工，2006，35（12）：714-717.11 王立立，胡勇有. 曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究J. 环境污染与防治，2006，4（28）：257-260.12 闫立龙，李娟，张宝杰. 曝气生物滤池中氨氮去除影响因素试验分析J. 城市环境与城市生态，2006，6（19）：31-33.13 吴为中，王占生. 水库水源水生物陶粒滤池处理中试研究J. 环境科学研究，1999，12（1）：10-14.14 桑军强，张锡辉等. 原水生物预处理的轻质滤料滤池和陶粒滤池运行效果对比J. 环境科学，2004，25（3）：40-43.15 肖文胜，徐文国，杨桔材. 曝气生物滤池Biostyr处理微污染水源J. 环境科学与技术，2006，1（29）：84-86.16 曹春艳，范丽华，张洪林. 曝气生物滤池及其填料性能J. 黑龙江科技学院学报，2005，5（15）：192-195.17 严子春，龙腾瑞，何强. 填料对曝气生物滤池效能的影响J. 水处理技术，2005，5（31）：27-30.18 邹伟国，李正明，李春森，万毅峰. BIOSMEDI生物滤池处理微污染原水. 给水排水，2002，2（28）：5-8.19 戴婕，周云. BAF预处理工艺应用研究J. 上海水务，2002：15-18.20 李春森，熊建英. 上海石化水厂微污染原水生物预处理试验研究J. 净水技术，2003，22（2）:21-23.21 薛记中. 生物陶粒滤池预处理滏阳河微污染源水J. 中国给水排水，1999，15（11）：66-68.22 张林军. 曝气生物滤池处理生活污水的试验研究J. 徐州工程学院学报，2006，12（21）：64-69.23 卢树娟. 曝气生物滤池在我国微污染源水预处理中的应用前景J. 工程论坛，2005，11：78-79.24 朱建文，王浩汀. BAF+常规处理工艺+UF在微污染水源水处理中的应用展望J. 工业水处理，2004，24（1）：12-16.Current situation of biological aerated filter with micro-polluted raw waters pretreatmentZHANG Jian, ZONG ShanAbstract: This paper discusses the current situation of Biological Aerated Filter (BAF) with micro-polluted raw water in land. The working principle, characteristics, influencing factors of BAF are introduced in this paper. At last, some advices and points of views are given for BAFs study and application in the future.Key words: Biological Aerated Filter; biological pretreatment; micro-polluted raw water （Edited by Roy, Rita and Candice）我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！