导流曝气生物滤池技术（1）

10、应用创新

（1）抗冲击负荷能力强，处理效率稳定

导流曝气生物滤池（CCB）由内锥即下向流对流接触氧化区和外锥即上向流曝气生物过滤区，以及下部导流沉降无泵污泥回流区三部分组成。

在内锥即下向流生物接触氧化过滤区、和外锥即上向流曝气生物过滤区内，都设有滤料。在下部的导流沉降分离无泵污泥回流区内装有导流板和无泵污泥回流管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区、和外锥即上向流曝气生物过滤区，与下部的导流沉降分离无泵污泥自动回流区之间装有滤料，并在滤料下部设有滤池反冲洗空气管和水管。其污水流向为：污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，通过滤料空隙间曲折下行至导流沉降无泵污泥回流区，实现泥水分离，分离出来的污泥在不用泵的条件下，自动回流到污水池的前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。分离出来的水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，并同样通过滤料空隙曲折上升，污水在上升的处理过程中产生的污泥也在重力作用下，自动下沉于导流沉降分离区，通过无泵污泥排泥系统，回流到污水池前端进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。空气的流向为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，空气是自下而上，在滤料空隙间曲折上升；在外锥即上向流曝气生物过滤区内，空气同样是自下而上，在滤料空隙间曲折上升。水与空气的流向分别为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，因污水是自上而下，而空气是自下而上，并且水和空气都是通过滤料空隙间曲折对流，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。另一方面，水与空气在外锥即上向流曝气生物过滤区内，因污水和空气都是自下而上的，水和空气在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。

（2）污水处理效果好

污水在内锥即下向流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内的滤料上，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化与硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物CODcr、BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐降低。在导流曝气生物滤池污水处理池下部的自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此，在导流曝气生物滤池（CCB）中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼有过滤的作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。

（3）通过反冲再生、实现同期运行

在装置运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物过滤装置以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。

（4）定比定量消毒、保证消毒效果

经导流曝气生物滤池（CCB）处理后的水，流入消毒区，消毒区可采用紫外线消毒。还可采用二氧化氯、次氯酸钠、次氯酸钙、液氯等多种化学药剂消毒，当采用化学药剂消毒时，无动力污水消毒装置是最理想的消毒设备。当污水处理采用消毒剂发生器消毒时，消毒区采用推流翻腾S型工艺和虹吸式二氧化氯消毒系统，推流翻腾保证消毒剂与污水充分混合和消毒接触时间，虹吸式二氧化氯消毒系统能将产生的二氧化氯储存在投药箱内，定比定量向污水中投加消毒剂。在污水消毒过程中，药箱内消毒剂下降到一定位置时自动发出信号开机，产生二氧化氯消毒，投药箱药液盛满后自动指令关机。因此，既达到了定比定量投药，又保证消毒剂的供给，同时还保证消毒剂充分混合和接触时间。废液回流污水池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化，污水处理过程中产生污泥通过无泵污泥回流系统排至干化池，上清液和干化过程中产生的废液回流到处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化，污泥消毒干化后外运处理。

（5）对气温及运行方式的适应性强

处理系统的出水水质好，是由于整个滤池中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和缺氧环境，使得滤池组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，经导流曝气生物滤池（CCB）对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。

（6）革新工艺，简化处理流程

由于经导流曝气生物滤池（CCB）的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，使处理流程得以简化。

（7）紧凑型设计，池容和占地面积较小,场地适应性强

经导流曝气生物滤池（CCB）的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多，同时，由于滤池后不设二次沉淀池，大大节省了占面积和土建费用。城市污水处理厂采用经导流曝气生物滤池（CCB）工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3。

滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g/L微生物量，高浓度的微生物量将使得经导流曝气生物滤池（CCB）的容积负荷大为提高，减少池容及占地面积，此对拟建的城市污水处理设施具有重要意义。

由于经导流曝气生物滤池（CCB）对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准。

（8）构筑物模块化设计，有利于扩建

经导流曝气生物滤池（CCB）单元为模块化结构，能较好地适应城镇污水处理厂分期建设。

（9）处理效果：

表1   基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位：mg/ L

                 

 

 

 

 

表2   部分类污染物最高允许排放浓度（日均值）单位：mg/L

（10）污水处理达到标准

导流曝气生物滤池可用于新建污水处理工程，还可用于旧污水处理工程的升级改造，污水处理结果达到或优于国家规定的如下排放标准：

①、GB8978—1996《污水综合排放标准》排放标准的一级标准

②、GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》排放标准的一级A类

③、GB18466－2005《医疗机构水污染物排放标准》的排放标准

④、GB／T18920－2002《城市污水再生利用　城市杂用水水质》的排放标准 11、技术性能

（1）技术前瞻性

导流曝气生物滤池（CCB）充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、聚磷排泥法等八者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，实现中水回用，因此技术前瞻性。

（2）工艺创新性

导流曝气生物滤池（CCB）采用U型双锥结构，巧妙地将污水处理分为下向流对流接触氧化区、导流沉降无泵污泥回流区、上向流曝气生物过滤区三个污水处理区域，实现了两曝两沉和无泵污泥外排的工艺结构，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池接触法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分流法、给水快滤法、聚磷排泥法的处理工艺技术特征，在导流曝气生物滤池（CCB）内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流的全过程，是典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流、脱氮除磷反应器，因此工艺创新性。

（3）工程投资经济性

导流曝气生物滤池（CCB）的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的5～10倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，在导流曝气生物滤池（CCB）中，具有上下结构的沉降无泵污泥外排回流区，因此无需二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物滤池（CCB）工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的1／3。装置内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达10～15g／L的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物滤池（CCB）的容积负荷大为提高，减少池容积及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物滤池（CCB）对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池，因此工程投资经济性。

（4）处理效果稳定性

处理系统的出水水质好，是由于整个系统中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使装置中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物滤池（CCB）对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。即使污水是减少一半以下或停水后再启用，只需很短的时间内就能正常运行，因此处理效果稳定性。

（5）处理流程简化性

由于导流曝气生物滤池（CCB）的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池，加上系统中具有沉降污泥无泵回流系统，因此无需污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积，因此处理流程简化性。

（6）投资和运转费用经济性

由于导流曝气生物滤池（CCB）流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用装置专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30%以上，从而节省能耗，因此投资和运转费用经济性。

（7）操作管理简单性

由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得导流曝气生物滤池（CCB）运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物滤池（CCB）可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对各大、中、小污水处理厂更显突出，因此操作管理简单性。

（8）脱氮除磷典型性

1）、导流曝气生物滤池（CCB）脱氮除磷基本原理

导流曝气生物滤池（CCB）的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。

导流曝气生物滤池（CCB）除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。

2）、导流曝气生物滤池（CCB）的除磷

基于导流曝气生物滤池（CCB）的上述原理，结合导流曝气生物滤池（CCB）工艺，在导流曝气生物滤池（CCB）水处理单元的前面设厌氧池或水解酸化池﹑加上导流曝气生物滤池（CCB）的内锥，即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区以及导流沉降无泵污泥回流区,这两个曝气和不曝气段,形成了较为完整的硝化﹑反硝化脱氮除磷工艺。与此同时，在导流曝气生物滤池（CCB）的内锥及下向流接触氧化生物过滤区中有硝化和反硝化作用（见原理图），因此较其它通用污水处理技术更有除磷的技术优势。特别是污水在内锥和外锥的曝气条件下，聚磷后和污泥一道下沉于无泵污泥回流区底部，并在上部水压作用下，含有80-90%高浓度含磷污泥通过无泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，从而磷随干化污泥外运而被去除，未去除的其它磷随干化池中的上清液和污泥干化过程中的废液回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行释放，达到反硝化。

3）、脱氮除磷效果差的原因

除磷的好坏取决于聚磷菌在厌氧段能否将磷彻底释放和排泥的好坏，如果厌氧段不能彻底释放磷，工艺系统中无法很好地排泥，除磷效果差。例如A2／O工艺是较为典型的脱氮除磷工艺，但是，除磷效果还是不尽人意，其原因是：

①﹑由于混合液中的NO2-N、NO3-N在二沉池中反硝化，使N2附着在污泥表面上而上浮，造成二沉池表面负荷较低，停留时间长，使二沉池的污泥沉降效果不理想。

②﹑由于无氧池依靠二沉池池底污泥造成无氧条件下的释放，但是在回流污泥中由于含有硝酸盐及亚硝酸盐，从而在无氧池中反硝化释放氮气，使无氧池不能形成很好的无氧条件，从而使得无氧段氧化还原电位偏高，聚磷菌对磷酸的释放不彻底，有机磷水解不充分，除磷效果不理想。为了在工艺中避免上述问题，采取增大二沉池，增长停留时间，但带来的问题是表面负荷降低，不仅造成工程投资大，而且出水中SS高，除磷效果差，由于系统中污泥停留时间长，部分污泥硝化，排泥量少，除磷效果低。

导流曝气生物滤池（CCB）基本结构：导流曝气生物滤池（CCB）底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为2.5～3m，填料顶部装有挡板，防止悬浮填料的流失。挡板上均匀安装有出水滤头。挡板上部空间作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定，在导流曝气生物滤池（CCB）的下部设有沉降分离无泵污泥回流区，将内锥即下向流对流接触氧化区曝气后的水在重力和导流板的作用下沉于底部，并通过排泥管外排，有较好的排泥作用，加上导曝前有预处理的厌氧段和好氧段，能较好的释放磷，因此导流曝气生物滤池（CCB）整个处理工艺比A2／O有较好的处理效果。

（9）、气温及运行方式适应性

由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物滤池（CCB）所特有的高微生物量，使得该装置对气温变化的适应性也较强，因此气温及运行方式适应性。

（10）、检修换件方便性

导流曝气生物滤池（CCB）所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。

（11）、工程建设灵活性

导流曝气生物滤池（CCB）单元为模块化结构，可集中设计，也可分开设计，还有利于扩建，能较好地适应各个地区地貌。

 

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