在水資源日益緊缺、排放標準日趨嚴格的背景下,傳統污水處理工藝已難以滿足對氮、磷及有機污染物的深度去除要求。曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter,簡稱BAF)作為一種集生物降解、固液分離和部分脫氮除磷功能于一體的新型生物膜法水處理技術,憑借其占地小、效率高、運行穩定等優勢,正廣泛應用于市政污水提標改造、工業廢水處理及中水回用工程中,成為現代水環境治理的重要利器。 BAF的核心結構由濾料層、曝氣系統、反沖洗裝置及配水配氣系統組成。其工作原理是:污水自下而上或自上而下流經填充有高比表面積濾料(如陶粒、火山巖、活性炭或合成填料)的濾床,濾料表面附著大量微生物形成生物膜;同時,通過底部曝氣系統提供溶解氧,使好氧微生物高效降解水中的有機物(BOD?、COD)和氨氮。部分BAF工藝還可通過設置缺氧區實現同步硝化-反硝化,有效去除總氮。由于濾料兼具截留懸浮物的作用,出水濁度低,通常無需后續沉淀池,流程大大簡化。
與傳統活性污泥法相比,BAF具有顯著優勢。首先,生物膜附著生長,污泥濃度高(可達10–15 g/L),容積負荷大,處理效率提升30%以上;其次,無需二沉池,節省占地40%–60%,特別適合用地緊張的城市區域;再者,系統抗沖擊負荷能力強,在水質水量波動時仍能保持穩定出水;此外,產生的剩余污泥量少且沉降性能好,降低污泥處理成本。
BAF的應用場景十分廣泛。在市政領域,常用于污水處理廠一級B到一級A甚至準Ⅳ類水的提標工程;在工業方面,成功應用于食品加工、釀造、制藥、石化等高濃度有機廢水的預處理或深度處理;在分散式處理中,小型BAF裝置還可用于農村生活污水或景區廢水的就地凈化,實現資源化回用。
當然,BAF也面臨一定挑戰。濾料易堵塞需定期反沖洗(通常采用氣-水聯合反沖),對自動化控制要求較高;進水SS(懸浮物)濃度過高會加速堵塞,故前端常需設置預處理單元;此外,濾料選型與級配設計直接影響處理效果與運行周期,需根據水質特性科學匹配。
近年來,BAF技術持續創新。例如,耦合MBBR(移動床生物膜反應器)提升傳質效率,或集成智能控制系統實現反沖洗精準調控;新型復合濾料的研發也進一步增強了脫氮除磷能力。