1,、引言
生物濾池是20 世紀90 年代初興起的污水處理新工藝,，在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行,。該工藝具有去除SS、COD,、BOD、硝化,、脫氮,、除磷、去除AOX（可吸附有機鹵化物）的作用,其特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體,，節(jié)省了后續(xù)沉淀池（二沉池）,，其容積負荷和水力負荷大，水力停留時間短,，所需基建投資少,，出水水質(zhì)好,，運行能耗低，運行費
用省,。
2,、生物濾池原理
國外從20 世紀初開始對生物濾池進行研究，于80年代末基本成型,，后經(jīng)不斷改進開發(fā)出多種形式,。
在開發(fā)過程中，充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計思路,，集曝氣,、高濾速、截留懸浮物,、定期反沖洗等特點于一體,。其工藝原理為，在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料,，濾料表面生長著生物膜,，濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時,，利用濾料上高濃度生物量的強氧化降解能力對污水進行快速凈化,，此為生物氧化降解過程；同時,，因污水流經(jīng)時,，濾料呈壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用,，截留污水中的大量懸浮物,，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用,；運行一定時間后,，因水頭損失的增加，需對濾池進行反沖洗,，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜,，此為反沖洗過程。
3,、工程應(yīng)用實例
3.1 工程概況
大連市某污水處理廠（二期工程） 設(shè)計規(guī)模為80000m3/d,，污水總變化系數(shù)取1.3 。
設(shè)計采用水解沉淀池+ 前置反硝化生物濾池+曝氣生物濾池工藝,，出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918- 2002）一級A 級標準,。2007年建成投產(chǎn)，運行比較穩(wěn)定，出水水質(zhì)滿足了國家外排水水質(zhì)標準要求,。
工程占地面積3.03 hm2,，建（構(gòu)）筑物占地面積8025.43m2。
3.2 工程設(shè)計進出水水質(zhì)

工程設(shè)計進出水水質(zhì)見表1,。

3.3 工程工藝流程

具體工程工藝流程見圖1

流程簡述：
原水經(jīng)過一期提升泵房提升至二期中,、細格柵間，通過格柵去除污水中2mm以上的大量懸浮物和漂浮物,，柵渣直接進入壓榨系統(tǒng)后外運,，壓榨后污水直接排入廠區(qū)下水系統(tǒng)。污水經(jīng)過格柵進入旋流沉砂池,，污水中的砂通過氣提裝置進入砂脫水系統(tǒng),，旋流沉砂池出水通過加藥攪拌后進入水解沉淀池，水解沉淀池主要是降解污水中大分子有機物為小分子有機物,，提高污水的可生化性,。同時水解沉淀池可通過排泥去除污水中的部分有機物。水解沉淀池通過集水槽均勻出水直接為DN 反硝化濾池配水,，污水在DN 反硝化濾池中通過硝化回流液增
加大量的NO3- N,，并在反硝化菌的作用下將污水中硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2 去除，SS 經(jīng)過濾料的截留作用通過反沖洗的方式去除,。DN 反硝化池出水進入CN 生物濾池,，在生物濾池內(nèi)污水中的NH4+- N，COD,，BOD 等大部分有機物都能有效地去除,。污水中的SS 也通過反沖洗的方式進一步地去除，zui后污水通過紫外線對污水中的大腸桿菌進行消毒達標后
排放,。
3.4 監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測進出水水質(zhì)見表2,。
4、生物濾池特點
4.1 生物濾池的優(yōu)點
（1）處理能力強,。細小的填料顆粒提供了巨大的比表面積,，使濾池單位體積內(nèi)保持較高生物量，而且填料上的生物膜較薄,，活性較高,，使得該工藝具有高水力負荷和高容積負荷。生物濾池除能夠去除COD,，BOD 外,，還能夠截留SS，去除NH4+- N 等,，具有多種凈化功能。
（2）抗沖擊能力強。由于濾料的高比表面積,，當外加有機負荷增加時,，濾料表面的高生物活性的生物膜上的微生物可以快速增殖，另一方面由于整體生物濾池的緩沖能力使得生物濾池受水質(zhì)水量變化影響小,。經(jīng)驗表明,，在正常負荷2~3 倍的短期沖擊負荷下運行，其出水水質(zhì)變化較小,。
（3）出水水質(zhì)高,。由于濾料表面高活性生物膜對COD，BOD 和NH4+- N 等有機污染物的去除,，以及填料本身截留和表面生物膜的生物絮凝作用,，可吸附、截留一些難降解物質(zhì)和去除SS,，使得處理出水水質(zhì)很好,。經(jīng)消毒處理后，其水質(zhì)可達到國家建設(shè)部頒布的《生活雜用水水質(zhì)標準》（CJ 25.1- 89）,，直接回用,。
（4）易掛膜，啟動快,。經(jīng)驗表明,，生物濾池在水溫10~15 ℃時，2~3 周即可完成掛膜過程,。在暫時不使用的情況下可關(guān)閉運行,，濾料表面的生物膜不會死亡，一旦通水曝氣,，可在很短的時間內(nèi)恢復(fù)正常,，非常適合一些水量變化大地區(qū)的污水處理。
（5）占地面積少,，基建投資省,。該工藝生化反應(yīng)和過濾統(tǒng)一在一個單元中進行，處理裝置結(jié)構(gòu)緊湊,，無需二次沉淀池,，同時，由于生物膜的高數(shù)量和高活性使其可在較短的停留時間內(nèi)對污水進行快速凈化,，因此所需生物處理面積和體積都很小,，節(jié)約占地面積，節(jié)省基建投資,。
（6）結(jié)構(gòu)模塊化,。生物濾池采用模塊化結(jié)構(gòu),，運行管理方便，便于維護和進行后期的改擴建,。與其他傳統(tǒng)工藝組合使用,，可使一些過去的老廠進行技術(shù)改造，避免資源浪費,。此外,，還可建成封閉式廠房，減少臭氣,、噪聲對周圍環(huán)境的影響,，視覺景觀好。
4.2 生物濾池的缺點
（1）要求預(yù)處理,。為使生物濾池在較短的水力停留時間內(nèi)處理較高的有機負荷并具有截留SS 的功能,，其采用的填料粒徑一般都比較小，如果進水SS 較高,，會使濾池在很短的時間內(nèi)達到設(shè)計的水頭損失發(fā)生堵塞,，這樣就必然導(dǎo)致頻繁的反沖洗，增加了運行費用與管理的不便,，因此,，對進水SS 的要求較高，需要對進水進行預(yù)處理,。
（2）需要反沖洗,。生物濾池需定期進行反沖洗，清洗濾池中截留的SS,，同時更新生物膜,。在反沖洗操作中，短時間內(nèi)水力負荷較大,，反沖出水直接回流入初沉池會對初沉池造成較大的沖擊負荷,，因此該工藝雖然節(jié)約了二沉池，但需一個污泥緩沖池,，以減輕對初沉池的沖擊負荷,。
（3）水頭損失大。和其他廢水處理工藝相比較,，生物濾池工藝的水頭損失較大,，因此，對廢水的總提升高度大,。
（4）濾料流失,。由于設(shè)計或運行管理不當，會造成濾料隨水流失等問題,。
5,、影響生物濾池運行效果的因素分析
5.1 溫度對生物濾池運行效果的影響
生物膜是整個生物濾池的核心,，是生物膜反應(yīng)器穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。在生物濾池中異養(yǎng)微生物能有效地形成生物膜,，但受到溫度的限制,。低溫下，生物可利用有機基質(zhì)濃度不受限制時,，異養(yǎng)細菌生物量增加很快，而生物可利用有機基質(zhì)濃度成為限制因子時,，異養(yǎng)細菌生物量雖然仍能有所增加,，但增加緩慢。溫度對生物濾池硝化作用的影響,，尤其對短程硝化反硝化作用的影響不同于懸浮生長反應(yīng)器,。由于在生物濾池反應(yīng)器中的溶質(zhì)是擴散傳遞，而不是符合動力學特性,，這是硝化作用的控制因素,。
在試驗中發(fā)現(xiàn)20 ℃是臨界溫度，當溫度低于20 ℃時,，反應(yīng)器的氨氮去除率較低（僅為進水氨氮的25％）,，而溫度為20 ℃時，氨氮去除率上升到68％左右,，但隨溫度進一步提高,，氨氮去除率增長緩慢。
5.2 反沖洗對生物濾池運行效果的影響
生物濾池集生物膜的強氧化降解能力和濾層截留效能于一體,，是一種適合大規(guī)?；赜谩?、低耗的污水再生工藝,，而運行一定時間后，濾層需要通過反沖洗進行再生,，反沖過程要求達到釋放截留的懸浮物,，不損害并更新生物膜的多重目的，因此,，反沖洗是保證生物濾池運行效能的關(guān)鍵步驟,。客觀地講,，反沖過程沒有太多的理論依據(jù),，基本是從再生效果考慮的，既要恢復(fù)過濾能力,，又要保證填料表面仍附著有足夠的生物體,，使濾池能滿足下一周期凈化處理要求,。
由于污水處理是一項主要側(cè)重于環(huán)境效益和社會效益的城市基礎(chǔ)建設(shè)工程，污水處理廠建設(shè)和運行管理中的資金投入問題往往成為解決我國水污染問題的“瓶頸”,。這一問題在資金相對比較緊張的中小城鎮(zhèn),、生產(chǎn)企業(yè)等中小型排放源的水污染控制上表現(xiàn)得尤為突出，并將隨著我國城市化水平的提高和社會經(jīng)濟的發(fā)展而更加尖銳,。因此,，研究開發(fā)適合我國國情的簡易、,、低耗污水處理新技術(shù),，是解決我國目前所面臨的水環(huán)境污染和水資源短缺問題的有效途徑，而針對中小型點源污染控制的污水處理技術(shù)則是急需重點研究的關(guān)鍵課題,。作
為一種新型污水生物處理技術(shù),，生物濾池近年來已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點。生物濾池在保證去除效果的同時節(jié)省了二沉池,，簡化了處理工藝,，且具有有機負荷高，水力停留時間短,，氧轉(zhuǎn)移和利用率高,，基建投資少，占地少,，能耗低,，運行成本低，出水水質(zhì)好等特點,，該工藝適用于我國水工業(yè)所面臨的資金不足,、技術(shù)水平低而環(huán)境標準要求越來越高的現(xiàn)狀。
鑒于生物濾池的工藝流程較短,，基建費用和常年運轉(zhuǎn)費用大大低于常規(guī)二級生化處理技術(shù),，因此生物濾池工藝是比較理想的生活污水和低濃度工業(yè)污水的處理工藝之一。