【摘要】對污水處理廠的建設要求是投資、占地、運行穩定性的綜合要求，目前正是鄉鎮污水處理廠大量投入建設的階段，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鎮污水處理廠投資、建設中的應用，并就曝氣生物濾池其本身優點展開闡述。
　　【關鍵詞】曝氣生物濾池，鄉鎮污水處理廠，占地，節省投資
　　隨著國家對環保減排工作的進一步加強，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，鄉鎮污水處理廠正在大量投入建設，結合鄉鎮與城市的差異，尤其是中小鄉鎮，耕地與工程建設用地的矛盾，污水處理廠投資與鄉鎮財政的矛盾，以上種種都與鄉鎮污水處理廠建設有著密不可分的關系。
　　鄉鎮污水處理廠規模相對較小，尤其是中小城鎮，正處于污水處理廠建設高峰期，其日處理污水量一般為1～2萬噸，下文所論述數據均基于此范圍內規模。
　　1曝氣生物濾池污水處理工藝簡介
　　曝氣生物濾池工藝，簡寫為“BAF”，是充分借鑒污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，將生物降解與吸附過濾兩種過程合并在同一單元反應器中，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，在濾池內部進行曝氣，使濾池表面生長著大量生物膜，當污水經流時，利用濾料上所附生物膜中高濃度活性微生物的強氧化分解作用，以及濾料粒徑較小的特點，充分發揮微生物的生物吸附和截留以及反應器內沿水流方向食物鏈的分級捕食作用，實現微生物的高效清除，同時利用反應器內存在的好氧區、缺氧區，實現脫氮除磷功能，滿足不同標準對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，一段式以水中有機物及氨氮為目標，當需要進行硝化或者反硝化時，可增加一段后置N池或者前置DN池，構成兩端式曝氣生物濾池，當對水中總磷及總氮均有嚴格要求時，可增加一段P池，構成三段式曝氣生物濾池，但在實際操作過程中，一般構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）進行即可，典型曝氣生物濾池工藝流程及曝氣生物濾池結構見圖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構
　　
　　2占地面積與建設費用
　　曝氣生物濾池的有機容積負荷為2～10kgBOD5/m3.d，硝化負荷為0.5～3kgNH3-N/m3.d，反硝化負荷為0.8～7kgNO3-N/m3.d，水力負荷為6～16m3/m2.h，氣水比為（1～4）：1，填料高度3米左右，目前國內流行的市政污水處理工藝有AAO，氧化溝，CASS等，有機負荷一般為0.2～0.8kgBOD5/m3.d，僅為曝氣生物濾池工藝的1/10。實際項目設計與建設過程中，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留空間，處理同樣數量的污水，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，節約建設用地的同時也節約了項目建設費用，適用于污水處理廠規劃建設用地緊張的鄉鎮。
　　3運行費用
　　污水處理廠的運行費用主要產生于藥劑與電費兩大方面，與AAO，氧化溝，CASS等工藝相比較，曝氣生物濾池具有其獨特的性質，主要表現為污水提升泵的電力消耗費用較高，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高程高出約1米。圖3為曝氣生物濾池與其他工藝的運行費用比較。
　　
　　圖3：污水處理廠主要直接噸水運行費用比較
　　備注：圖中藥劑運行費用均考慮了除磷要求，所列數值為筆者經歷的項目運行數值。
　　從上圖可以看出，曝氣生物濾池工藝與其他普通工藝相比，運行費用基本相同，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，從而節省了鼓風機的電力消耗。
　　4運行穩定性與操作簡易性
　　由于鄉鎮污水處理廠的規模限制，若采用AAO、氧化溝工藝，生化處理單元比較理想的組數為1組，CASS可建至2組，對于水量變化系數較大的鄉鎮污水處理廠，這些污水處理工藝抗沖擊能力一般，而同等規模的污水處理廠若采用曝氣生物濾池工藝，生化單元可建設為3～6組，可充分適應水量變化系數較大、水質波動交道的鄉鎮污水處理廠。
　　采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠目前在我國已經有多個正在穩定運行，同時其處理工藝的具有規律性，很容易實現自動化控制，可大大節省人工操作成本。
　　5設備數量與設備保養
　　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。其他設備保養方面基本一致。其他設備，如污水泵、污泥泵、鼓風機等，技術要求基本一致，不會增加額外的設備采購投入及維修維護投入。
　　6綜合比較
　　污水處理廠的投資建設、運營主要考慮建設費用及建設完成后的運營費用、運行效果，通過上述幾方面的比較，曝氣生物濾池具有占地面積小、投資省、運營費用與其他工藝相比不會增加的優點，表1為曝氣生物濾池工藝與其他污水處理工藝比較表。
　　比較項目
　　處理工藝 建設用地
　　(m2/萬t) 運行穩定性 單位建設費用（元/噸水）
　　   建筑安裝 設備購置 二類費 預備費 合計
　　AAO、氧化溝、CASS工藝 9000~12000 AAO、氧化溝適用于水量均勻穩定的項目，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 啟動速度快，有較強抗沖擊能力，水量不足時且可適當停用部分單元 1100～1200 600～650 275～300 150～185 2150～2355
　　表1：日處理量為1～2萬噸的二級市政污水處理廠采用不同工藝比較表
　　注：運行費用包括電費，人工費，藥劑費用（含化驗），自來水費用
　　7結束語
　　在鄉鎮地區的污水處理廠建設工藝選擇中，曝氣生物濾池工藝具有以下優點：
　　（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筑物占地面積只有常規工藝的1/3左右；
　　（2）處理效果穩定，處理出水水質好。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，滿足國家排放標準的要求；
　　（3）自動化程度高，運行管理簡單，所需操作人員數量較少；
　　（4）受氣候、水量、水質變化影響小；
　　（5）構筑物模塊化，有利于今后的擴建；
　　（6）主要設備和材料均可國內配套生產，不需利用進口。
　　綜上，在進行鄉鎮污水處理廠建設工藝選擇時，曝氣生物濾池污水處理工藝是理想選擇。
　　參考文獻：
　　[1]上海市政設計研究院《市政工程投資估算指標》第四冊中國計劃出版社2008年
　　[2]鄭俊，吳浩汀《曝氣生物濾池工藝的理論與工程應用》化學工業出版社2005年