废水深度处理臭氧氧化-BAF技术

　　具有高效、拥有良好的出水水质、占地面积较小等优势的BAF实现了微生物处理与固液分离的有机结合，当前已被普及应用于一些国家的污水处理领域，在我国这一技术也备受关注，拥有良好的发展空间。当前，这一技术已被划入我国鼓励发展的环境保护技术目录中。笔者对不同行业领域内BAF的研究与应用情况进行了研究，进而起到一定借鉴作用。具体涉及到了焦化、印染、石化、市政等领域。

　　1、BAF的工艺特点

　　BAF对于污染物的去除作用主要是通过填料的吸附与过滤功能以及微生物降解作用来实现的。其填料表层分布有10～15g/L的微生物量，其水力以及容积负荷均较大，池体占地面积以及池容积均较小，对于占地面积受到一定限制的场合而言，极其适用。

　　有着显著空间梯度特点的BAF菌群可在反应器内逐一实现硝化、脱碳功能，清除氨氮以及有机污染物。与此同时，在废水提标改造与深度处理中，可实现固体与液体的分离，出水SS大都比10mg/L小的填料可用作其末端水质保障设备。

　　可持续切割气泡。最终生成小气泡的BAF的粒状填料使得气液接触面积大幅增加，实现氧的高效传质，使氧利用效率高达25%，因此在相同条件下其曝气量小，并能有效控制成本。不存在污泥膨胀问题的BAF鲜有产生异味，可便捷地进行运行管理。以半封闭、封闭结构居多的BAF在发生生化反应时，不易因外界温度变化而改变，对于寒冷地区而言，较为适用。

　　废水的有机物负荷往往会在其经过二级生化处理以后降低，水中残余的有机物往往以生物降解难度较大的有机物居多，因此COD往往难以通过直接采用BAF工艺而有效去除。而能够有效将大分子有机物转变为分子质量较小的化学氧化能够提升二级处理出水中有机物的可生化性，废水深度处理的效率会在采用BAF工艺后大幅提升。在废水处理中，凭借着无二次污染、不会生成污泥、快速反应、氧化能力强等优势，臭氧的应用愈发成为人们的关注焦点。

　　2、影响BAF工艺运行效果的主要因素

　　2.1 填料类型

　　BAF中的填料由聚苯乙烯小球、聚氯乙烯等有机填料以及焦炭、陶粒、石英砂等无机填料构成。挂膜以及过滤效果均会受到粗糙度、填料粒径等因素的影响。近期以来，一些研究人员对“以废治废”这一利用废弃物制备填料的方式进行了相关研究，该研究具有重大意义。

　　2.2 容积负荷

　　对于BAF而言，其脱碳、硝化的实现会受到容积负荷的重大影响，进水基质浓度与其生物的空间分布密切相关。生物量以及生物活性均会随着有机物浓度的增大而增加。但相较于硝化菌而言，异养菌在竞争中略胜一筹，因此在去除COD、氨氮的过程中，容积负荷分别会带来较小、较大影响。

　　2.3 水力负荷

　　在为污染物与生物膜间的传质起到一定促进作用的同时，水力负荷的增加会缩短水力停留时间，无益于氨氮的去除以及硝化菌属的生长。针对降解难度较大的工业废水处理，应结合类似工程的运行经验、试验情况来确定水力负荷。

　　2.4 气水比

　　BAF中微生物的生长、代谢离不开溶解氧，而这一成分可通过曝气系统来供应，在对曝气量进行调节的过程中，气水比值是其核心参数。BAF中氧在生物膜内的传递速度会随着气水比值升高而增加，能够为微生物的氧化分解起到一定促进作用。常况下，气水比应为(1～3)∶1。

　　2.5 反洗方式和强度

　　在对BAF是否需进行反洗进行判断的过程中，往往会采用两种方法：(1)观察出水水质是否恶化、SS浓度是否上升;(2)观察池内水头损失是否变大。大都会以15～25、20～70m/h的水速、气速采用气-水联合反冲的方式进行反洗，其周期大都介于一天至两天之间。在二级、三级处理工艺中，生物量的增速分别较为快速、缓慢。在BAF分别被用于二种处理工艺时，其反省周期分别具有较短、较长的特点。

　　3、废水深度处理中臭化-BAF的应用

　　在实践运营阶段，臭氧的制备成本较为高昂，单独使用臭氧来进行废水处理会使成本大幅增加。相较之下，生物处理技术的优势就相当明显了，它不但能降低处理成本，并且能高效地处理多样化的有机污染物。因此在实践阶段，针对降低难度较大的有机物，为了使之转变为可降解化合物大都会使用臭氧。随后再利用较为经济的BAF技术进一步减小COD浓度，进而将两种技术有机结合起来，使之兼具成本低廉、高效处理的优势。当前，该项复合工艺已被普及应用于造纸、焦化等领域内的废水处理中。

　　3.1 食品添加剂废水处理中，臭化-BAF的应用

　　对于生产酵母、蛋糕油等多样化产品的食品添加剂公司而言，其生产所排放的废水含有一些降低难度较大的污染物，有机物深度偏高、易于变化，其废水水质较为复杂。通过采用臭氧氧化-BAF工艺对某食品添加剂公司生产车间所排放的废水进行深度处理后，取得了良好的成效，COD去除率高达85%。

　　3.2 纺织印染废水中臭化-BAF的应用

　　针对广东省某纺织品有限公司的二级生化后的印染废水，李达宁，汪晓军采用臭氧氧化-BAF工艺进行了深度处理。实践经验表明，这一系统处理工艺能够高效处理印染废水，出水水质能够符合相关要求。

　　3.3 生活污水中臭化-BAF的应用

　　针对臭氧氧化-BAF对生活污水二级出水的处理特点，王树涛，马军等人采用臭氧预氧化/BAF联合工艺对其相关实验研究。实验结果表明在接触时间为4min、臭氧投量为10mg/L的情况下，该工艺对NH3-N的去除率高达90%、对COD的去除率高达58%。

　　3.4 垃圾渗滤液中臭化-BAF的应用

　　含有各类有毒害作用的无机物与有机物，水质复杂的垃圾渗滤液在进行生化、物化处理以后，水中残余的有机物大都为降解难度较大的有机物。对于采用生化法处理难度较大的渗滤液而言，臭氧-BAF工艺的特有优势也就不言而喻了。

　　通过将某垃圾填埋场垃圾渗滤液作为实验研究对象，王开演，汪晓军等人采用臭氧-BAF工艺对其进行了深度处理、实验研究，出水水质与我国一级排放标准相符。

　　4、结语与展望

　　在废水深度处理中，成本低廉的臭化-BAF工艺有着良好的发展空间，是当前相关从业者最为青睐的一种废水深度处理方式，但由于臭化成本依然偏高，当前依然在探寻成本更为低廉且处理更为高效的方案。(来源：杭州浙大玉泉环保有限公司)